KR20090130936A - 상압 플라즈마 발생장치 - Google Patents

상압 플라즈마 발생장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20090130936A
KR20090130936A KR1020080056662A KR20080056662A KR20090130936A KR 20090130936 A KR20090130936 A KR 20090130936A KR 1020080056662 A KR1020080056662 A KR 1020080056662A KR 20080056662 A KR20080056662 A KR 20080056662A KR 20090130936 A KR20090130936 A KR 20090130936A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
ground electrode
power
plasma
power electrode
Prior art date
Application number
KR1020080056662A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101497469B1 (ko
Inventor
이근우
정청환
Original Assignee
주식회사 케이씨텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 케이씨텍 filed Critical 주식회사 케이씨텍
Priority to KR1020080056662A priority Critical patent/KR101497469B1/ko
Publication of KR20090130936A publication Critical patent/KR20090130936A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101497469B1 publication Critical patent/KR101497469B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H01J37/32449—Gas control, e.g. control of the gas flow
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H01J37/32541—Shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H01J37/32568—Relative arrangement or disposition of electrodes; moving means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32733—Means for moving the material to be treated
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/335—Cleaning

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

본 발명은 상압 플라즈마 발생장치 및 이를 구비한 상압 플라즈마 표면처리장치에 관한 것으로, 사각형 종단면형상을 가지는 전원전극; 상기 전원전극의 일측면부 및 상면부와 이격간격을 두고 설치되며, 상기 전원전극과 반응하여 플라즈마를 생성하는 제1접지전극; 상기 전원전극의 타측면부 및 하면부와 이격간격을 두고 설치되며, 상기 전원전극과 반응하여 플라즈마를 생성하는 제2접지전극; 상기 전원전극과 제1접지전극간의 이격공간과, 상기 전원전극과 제2접지전극간의 이격공간 사이로 반응가스를 공급하도록 상기 제1접지전극의 상부와 제2접지전극의 상부 사이에 하향경사지게 형성되는 가스공급포트; 상기 전원전극과 제1접지전극, 상기 전원전극과 제2접지전극이 반응하여 생성된 플라즈마 가스가 통과가능하도록 상기 전원전극의 하부, 제1접지전극의 하부 및 제2접지전극의 하부 사이의 이격공간에 연통형성되는 분사홀; 및 상기 제2접지전극의 하부 전반에 상하로 관통형성되는 다수의 분사통공;을 포함하여 구성되어, 피처리대상물 전반에 걸쳐 안정적이고 균일한 처리가 이루어질 수 있으면서도 고효율의 플라즈마 표면처리가 가능한 구조의 상압 플라즈마 발생장치 및 이를 구비한 상압 플라즈마 표면처리장치에 관한 것이다.
상압 플라즈마, 세정, 전원전극, 접지전극

Description

상압 플라즈마 발생장치{Atmospheric pressure plasma generating device}
본 발명은 상압 플라즈마 발생장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대기압하에서 방전에 의해 플라즈마를 발생시키고 외부로 분사하며 가공대상물의 표면을 처리할 수 있는 전극구조를 가지는 상압 플라즈마 발생장치에 관한 것이다.
일반적으로 FPD(Flat Panel Display) 및 반도체 기판 등을 생산하는 과정에서 기판 세정 공정을 필연적으로 거치게 되는데, 최근에는 건식 청정기술인 플라즈마 기술을 많이 사용하고 있으며, 이러한 플라즈마 기술의 하나로 대기압 상태에서 플라즈마를 발생시켜 기판의 표면세정에 이용하는 상압 플라즈마 기술이 활발히 연구되고 있다.
이러한 상압 플라즈마 기술을 가지는 상압 플라즈마 장치에 대해 간단히 설명하기로 한다. 도 1은 일반적인 수직형 구조의 상압 플라즈마 세정장치를 도시한 개략도이다.
상기 수직형 구조의 상압 플라즈마 세정장치는, 가스가 유전체의 충전 및 방전에 의해 플라즈마를 발생시키는 제1유전체(101)와 제2유전체(102) 사이에 형성되는 격벽 유전체 공간(105)으로 유입되며, 상기 제1유전체(101)와 제2유전체(102)는 평판형상으로 가스의 유입 및 플라즈마 분사방향에 대해 수직을 이루며 마주보고 있는 수직평행 대향형을 이루도록 설치되고, 제1유전체(101) 및 제2유전체(102)상에 교류전압을 인가하기 위해 제1유전체(101)상에 전원전극(104), 제2유전체(102)상에 접지전극(103)이 각각 형성된 구성을 가진다.
상기 종래기술에 의하면 가스를 상기 제1유전체(101) 및 제2유전체(102) 사이에 일정한 밀도를 유지하도록 공급하고 상기 제1유전체(101)와 제2유전체(102) 사이에서 생성된 플라즈마를 가스방출구(106)를 통해 하향분사함으로써, 상기 가스방출구(106) 하측에 설치된 이송장치(160)에 의해 일측으로 이송중인 피처리대상물(130)을 표면처리하게 된다.
상기 종래기술은 플라즈마의 분사면적이 이송장치에 의해 이송되는 가공대상물을 커버링할 수 있을 정도로 연장된 직선형상으로 형성된 구조를 가짐에 따라 LCD평판이나 반도체기판과 같이 평판형의 가공표면을 가지는 피처리대상물(130)을 처리하기에 적합하나, 상기 가스방출구(106)의 하측에 위치되는 상기 피처리대상물(130)의 일부만이 상기 제1유전체(101)와 제2유전체(102)가 형성하는 간격에 해당되는 폭으로 고압확산되는 플라즈마에 노출되어 처리가 이루어지게 되므로 상기 피처리대상물(130) 전반에 걸쳐 안정적이고 균일한 처리가 이루어지기 어렵다는 문제점이 있었다.
도 2에 도시된 바와 같은 Remote 타입의 상압 플라즈마 발생장치(200)는 상, 하부에 각각 제1유전체(210), 제2유전체(220)가 일정한 간극을 두고 설치되어 1개의 대형평행판 형태를 이루고, 상기 제1유전체(210) 및 제2유전체(220)에 양도체를 결합하여 전원전극(211) 및 접지전극(221)을 형성하며, 상기 제1유전체(210)와 제2유전체 사이의 격벽유전체공간(230)에 유입된 반응가스로부터 생성된 플라즈마 가스 이온(양이온, 전자, 라디컬 등)이 세정대상물에 분사되도록 미세한 가스방출홀(223)이 제2유전체(220) 및 접지전극(221) 전반에 고르게 관통형성된 구조를 가진다.
상기 제1, 2유전체(210, 220) 전면에 걸쳐 결합형성된 상기 전원전극(211) 및 접지전극(221)에 의해 상기 격벽유전체공간(230)상에서 플라즈마가 전반에 걸쳐 고르게 형성되며, 상기 제2유전체(220) 및 접지전극(221) 전반에서 상기 가스방출구(223)를 통과하며 플라즈마 분사가 이루어지게 되고, 상기 제2유전체(220) 및 접지전극(221)에 인접한 위치로 이송된 피처리대상물을 세정시키게 된다.
상기 Remote 타입의 상압 플라즈마 발생장치(200)에 의하면 미세하게 분산형성된 상기 가스방출홀(223)을 통해 피처리대상물 전반에 걸쳐 플라즈마 처리가 보다 안정적으로 이루어질 수 있으나, 이온형태가 아닌 라디컬형태로만 주로 외부 분사가 이루어지게 되므로 상기 수직형 상압 플라즈마에 비해 효율이 낮다는 문제점이 있었다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은, 피처리대상물 전반에 걸쳐 안정적이고 균일한 처리가 이루어질 수 있으면서도 고효율의 플라즈마 표면처리가 가능한 구조의 상압 플라즈마 발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 바와 같은 목적 달성을 위한 본 발명은, 사각형 종단면형상을 가지는 전원전극(110); 상기 전원전극의 일측면부(112) 및 상면부(111)와 이격간격을 두고 설치되며, 상기 전원전극(110)과 반응하여 상기 전원전극과(110)의 이격공간 사이에 플라즈마를 생성하는 제1접지전극(120); 상기 전원전극의 타측면부(113) 및 하면부(114)와 이격간격을 두고 설치되며, 상기 전원전극(110)과 반응하여 상기 전원전극(110)과의 이격공간 사이에 플라즈마를 생성하는 제2접지전극(130); 상기 전원전극(110)과 제1접지전극(120)간의 이격공간과, 상기 전원전극(110)과 제2접지전극(130)간의 이격공간 사이로 반응가스를 공급하도록 상기 제1접지전극(120)의 상부와 제2접지전극(130)의 상부 사이에 하향경사지게 형성되는 가스공급포트(140); 상기 전원전극(110)과 제1접지전극(120), 상기 전원전극(110)과 제2접지전극(130)이 반응하여 생성된 플라즈마 가스가 통과가능하도록 상기 전원전극(110)의 하부, 제1접지전극(120)의 하부 및 제2접지전극(130)의 하부 사이의 이격공간에 연통형성되는 분사홀(150); 및 상기 전원전극(110)과 제2접지전극(130)이 반응하여 생성된 플라즈마 가스가 통과가능하도록 상기 제2접지전극(130)의 하부 전반에 상하로 관통형성되는 다수의 분사통공(160);을 포함하여 구성되는 상압 플라즈마 발생장치(100)를 기술적 요지로 한다.
여기서, 상기 전원전극(110)은, 반응가스 및 플라즈마 가스의 유동방향이 수평방향에서 수직방향으로 또는 수직방향에서 수평방향으로 원만하게 전환가능하도록 모서리가 라운딩된 형상을 가지는 것이 바람직하며, 4개 모서리의 라운딩곡률이 서로 다른 것도 바람직하다.
그리고, 상기 전원전극(110)에는, 과열에 의한 손상을 방지하도록 냉각수 공급라인(170)이 형성 또는 접속설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 분사홀(150)은, 상기 전원전극(110)의 중앙부를 기준으로 상기 가스공급포트(140)의 반대측에 상기 가스공급포트(140)가 경사형성된 방향으로 하향경사지게 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명은, 사각형 종단면형상을 가지는 전원전극(110); 상기 전원전극의 일측면부(112) 및 상면부(111)와 이격간격을 두고 설치되며, 상기 전원전극(110)과 반응하여 상기 전원전극과(110)의 이격공간 사이에 플라즈마를 생성하는 제1접지전극(120); 상기 전원전극의 타측면부(113) 및 하면부(114)와 이격간격을 두고 설치되며, 상기 전원전극(110)과 반응하여 상기 전원전극(110)과의 이격공간 사이에 플라즈마를 생성하는 제2접지전극(130); 상기 전원전극(110)과 제1접지전극(120)간의 이격공간과, 상기 전원전극(110)과 제2접지전극(130)간의 이격공간 사이로 반응가스를 공급하도록 상기 제1접지전극(120)의 상부와 제2접지전극(130)의 상부 사이에 하향경사지게 형성되는 가스공급포트(140); 상기 전원전극(110)과 제1접지전극(120), 상기 전원전극(110)과 제2접지전극(130)이 반응하여 생성된 플라즈마 가스가 통과가능하도록 상기 전원전극(110)의 하부, 제1접지전극(120)의 하부 및 제2접지전극(130)의 하부 사이의 이격공간에 연통형성되는 분사홀(150); 상기 전원전극(110)과 제2접지전극(130)이 반응하여 생성된 플라즈마 가스가 통과가능하도록 상기 제2접지전극(130)의 하부 전반에 상하로 관통형성되는 다수의 분사통공(160); 및 상기 분사홀(150)과 다수의 분사통공(160)을 통해 분사되는 플라즈마 가스에 피처리대상물(10)의 표면이 노출되도록 상기 피처리대상물(10)을 이송하는 이송수단(200);을 포함하여 구성되는 상압 플라즈마 표면처리장치를 다른 기술적 요지로 한다.
또한, 본 발명은, 상면이 일측으로 경사진 삼각형 종단면형상을 가지는 전원전극(110); 상기 전원전극(110)의 경사진 상면부(115)와 이격간격을 두고 설치되며, 상기 전원전극(110)과 반응하여 상기 전원전극(110)과의 이격공간 사이에 플라즈마를 생성하는 제1접지전극(120); 상기 전원전극(110)의 수직형성된 측면부(116) 및 수평형성된 하면부(117)와 이격간격을 두고 설치되며, 상기 전원전극(110)과 반응하여 상기 전원전극(110)과의 이격공간 사이에 플라즈마를 생성하는 제2접지전극(130); 상기 전원전극(110)과 제1접지전극(120)간의 이격공간과, 상기 전원전극(110)과 제2접지전극(130)간의 이격공간 사이로 반응가스를 공급하도록 상기 제1접지전극(120)의 상부와 제2접지전극(130)의 상부 사이에 하향경사지게 형성되는 가스공급포트(140); 상기 전원전극(110)과 제1접지전극(120), 상기 전원전극(110) 과 제2접지전극(130)이 반응하여 생성된 플라즈마 가스가 통과가능하도록 상기 전원전극(110)의 하부, 제1접지전극(120)의 하부 및 제2접지전극(130)의 하부 사이의 이격공간에 연통형성되는 분사홀(150); 및 상기 전원전극(110)과 제2접지전극(130)이 반응하여 생성된 플라즈마 가스가 통과가능하도록 상기 제2접지전극(130)의 하부 전반에 상하로 관통형성되는 다수의 분사통공(160);을 포함하여 구성되는 상압 플라즈마 발생장치(100)를 또 다른 기술적 요지로 한다.
여기서, 상기 가스공급포트(140)는, 상기 전원전극(110)의 상면부 및 상기 제1접지전극(120)의 하면부에 대응되는 기울기로 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명은, 상면이 일측으로 경사진 삼각형 종단면형상을 가지는 전원전극(110); 상기 전원전극(110)의 경사진 상면부(115)와 이격간격을 두고 설치되며, 상기 전원전극(110)과 반응하여 상기 전원전극(110)과의 이격공간 사이에 플라즈마를 생성하는 제1접지전극(120); 상기 전원전극(110)의 수직형성된 측면부(116) 및 수평형성된 하면부(117)와 이격간격을 두고 설치되며, 상기 전원전극(110)과 반응하여 상기 전원전극(110)과의 이격공간 사이에 플라즈마를 생성하는 제2접지전극(130);상기 전원전극(110)과 제1접지전극(120)간의 이격공간과, 상기 전원전극(110)과 제2접지전극(130)간의 이격공간 사이로 반응가스를 공급하도록 상기 제1접지전극(120)의 상부와 제2접지전극(130)의 상부 사이에 하향경사지게 형성되는 가스공급포트(140); 상기 전원전극(110)과 제1접지전극(120), 상기 전원전극(110)과 제2접지전극(130)이 반응하여 생성된 플라즈마 가스가 통과가능하도록 상기 전원전극(110)의 하부, 제1접지전극(120)의 하부 및 제2접지전극(130)의 하부 사이의 이격공간에 연통형성되는 분사홀(150); 상기 전원전극(110)과 제2접지전극(130)이 반응하여 생성된 플라즈마 가스가 통과가능하도록 상기 제2접지전극(130)의 하부 전반에 상하로 관통형성되는 다수의 분사통공(160); 및 상기 분사홀(150)과 다수의 분사통공(160)을 통해 분사되는 플라즈마 가스에 피처리대상물(10)의 표면이 노출되도록 상기 피처리대상물(10)을 이송하는 이송수단(200);을 포함하여 구성되는 상압 플라즈마 표면처리장치를 또 다른 기술적 요지로 한다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 제2접지전극측에서는, 반응가스를 수직방향으로 이동시키며 전원전극과 제2접지전극간의 반응에 의해 고효율로 플라즈마를 생성시킨 후, 수평방향으로 유동시키면서 안정적으로 플라즈마 생성상태를 유지 및 분산 재생성하며 다수의 분사통공을 통해 분사시키고, 다수의 분사통공을 통과하지 못하고 지나친 나머지 플라즈마 가스는 전원전극과 제1접지전극간의 반응에 의해 생성된 플라즈마 가스와 함께 분사홀을 통해 최종적으로 외부분사가 이루어지게 됨과 동시에, 제1접지전극측에서는, 반응가스를 수평방향 및 수직방향으로 연속이동시키며 전원전극과 제1접지전극간의 반응에 의해 고효율로 생성된 플라즈마 가스를 분사홀을 통해 제2접지전극측에서 공급된 플라즈마 가스와 함께 외부분사시키게 된다.
이에 따라, 기존의 수직형 플라즈마 발생장치의 이점인 고효율의 플라즈마 표면처리가 가능함과 동시에, 피처리대상물 전반에 걸쳐 안정적이고 균일한 플라즈마 표면처리가 이루어질 수 있는 기존의 remote타입의 플라즈마 발생장치의 이점을 그대로 구현할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 전원전극의 전체적인 형상 및 모서리 형상과, 가스공급포트과 분사홀의 각도에 따라, 분사홀에서 분사되는 플라즈마 가스의 분사압력 및 면적, 각도를 다양하게 형성할 수 있어, 전원전극의 형태를 변경함으로써 피처리대상물의 처리조건에 맞추어 플라즈마 가스의 생성률 및 분사상태를 조정가능할 뿐 아니라, 동일한 형태의 전원전극을 이용함에 있어서도 가스공급포트과 분사홀의 각도를 조정함으로써 피처리대상물의 처리조건에 맞추어 플라즈마 가스의 분사상태를 조정가능하다. 다는 다른 효과가 있다.
본 발명은 피처리대상물 전반에 걸쳐 안정적이고 균일한 처리가 이루어질 수 있으면서도 고효율의 플라즈마 표면처리가 가능하도록 하는 구조의 상압 플라즈마 발생장치(100)와, 상기 상압 플라즈마 발생장치(100)를 구비한 상압 플라즈마 표면처리장치를 기술적 요지로 하며, 이하에서는 본 발명에 따른 상압 플라즈마 표면처리장치의 다양한 실시예를 들어 본 발명에 따른 상압 플라즈마 발생장치 및 이를 구비한 상압 플라즈마 표면처리장치에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
그러면, 도 3 내지 도 6을 참고하여 본 발명에 따른 상압 플라즈마 표면처리 장치에 대해 상세히 설명한다.
도 1 은 일반적인 수직형 상압 플라즈마 세정장치를 도시한 개략도이고, 도 2는 일반적인 Remote타입의 상압 플라즈마 발생장치를 도시한 개략도이고, 도 3은 본 발명에 따른 상압 플라즈마 표면처리장치의 제1실시예를 도시한 개략도이고, 도 4는 본 발명에 따른 상압 플라즈마 표면처리장치의 제2실시예를 도시한 개략도이고, 도 5는 본 발명에 따른 상압 플라즈마 표면처리장치의 제3실시예를 도시한 개략도이고, 도 6은 본 발명에 따른 상압 플라즈마 표면처리장치의 제4실시예를 도시한 개략도이다.
본 발명에 따른 상압 플라즈마 표면처리장치는, 대기압하에서 방전에 의해 플라즈마를 발생시키고 외부로 분사하며 가공대상물의 표면을 처리할 수 있는 전극구조를 가지는 플라즈마 발생장치를 구비한 표면처리장치로, 크게 상압 플라즈마 발생장치(100)와 이송수단(200)으로 이루어지며, 상기 상압 플라즈마 발생장치(100)는 전원전극(110), 제1접지전극(120), 제2접지전극(130), 가스공급포트(140), 분사홀(150), 분사통공(160)으로 이루어진 구조를 가지며, 상기 이송수단(200)은 상기 상압 플라즈마 발생장치(100)와 이격된 위치에서 상기 분사홀(150)과 분사통공(160)을 통해 분사되는 플라즈마 가스에 피처리대상물(10)을 노출시키면서 일측으로 이송가능한 구조를 가진다.
도 3, 4, 5에 도시된 본 발명의 제1, 2, 3실시예에서 상기 전원전극(110)은 상면부(111)와 하면부(114)가 수평방향으로 평탄하고, 일측면부(112)와 타측면부(113)가 수직방향으로 평탄한 사각형 종단면형상을 가지고 수평방향으로 연장되는 막대형상을 가지며, 상기 전원전극의 일측면부(112)와 상면부(111), 타측면부(113)와 하면부(114)는 각각 상기 제1접지전극(120), 제2접지전극(130)과 전기적으로 반응하여 플라즈마를 생성가능한 전기적 반응면적과, 반응가스 및 플라즈마 가스의 수직방향 유동과 수평방향 유동이 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 가이드면을 제공한다.
상기 제1접지전극(120)은 상기 전원전극의 일측면부(112) 및 상면부(111)와 이격간격을 두고 설치되고, 상기 전원전극(110)과 반응하여 상기 전원전극과(110)의 이격공간 사이에 플라즈마를 생성하며, 상기 제2접지전극(130)은 상기 전원전극의 타측면부(113) 및 하면부(114)와 이격간격을 두고 설치되고, 상기 전원전극(110)과 반응하여 상기 전원전극(110)과의 이격공간 사이에 플라즈마를 생성한다.
상기 제1접지전극(120)과 제2접지전극(130)은 상기 전원전극(110)과 일정한 이격간격을 두고 설치되어 상기 전원전극(110)으로 공급되는 저주파 고전압 또는 고주파 저전압의 전원에 의해 상기 전원전극(110)과 전기적으로 반응함으로써, 상기 가스공급포트(140)를 통해 공급된 반응가스를 상기 전원전극(110)과 제1접지전극(120) 사이, 상기 전원전극(110)과 제2접지전극(130) 사이에서 각각 플라즈마 상태로 변환시키게 된다.
상기 제1접지전극(120)과 제2접지전극(130)은 각각 상기 전원전극(110)의 상호 인접한 2개의 면과, 나머지 2개의 면으로부터 일정한 이격간격을 형성가능한 'ㄱ'자 형상과 'ㄴ'자 형상의 내면형상을 가지는 것이 바람직하며, 지정 압력과 생성률로 플라즈마 가스를 신뢰성있게 생성가능하다면 상기 전원전극(110)과 대향되지 않는 다른 부분의 형태는 무관하나, 상기 제2접지전극(130)의 하부는 상기 다수의 분사통공(160)을 통해 라디컬이 명확하게 피처리대상물(10)의 표면에 가압접속 가능하도록 상기 전원전극의 하단부(114)와 일정한 이격간격을 형성하는 납작한 평판형상을 가지는 것이 바람직하다.
상기 전원전극(110), 제1접지전극(120), 제2접지전극(130)의 표면에는 각 전극사이의 절연을 확보하여, 플라즈마를 발생 및 유지시키는 유전체층이 형성되어 있으며, 본 발명에서 상기 전원전극(110), 제1접지전극(120), 제2접지전극(130)의 표면에 형성된 유전체의 소재와 부착 내지 코팅방법에 대해서는 처리대상물 및 사용조건에 따라 당업계의 공지기술 중에서 적합한 것을 선택적용을 하는 것이 바람직하며, 당업계 공기기술을 따르는 바 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 가스공급포트(140)는 상기 전원전극(110)과 제1접지전극(120)간의 이격공간과, 상기 전원전극(110)과 제2접지전극(130)간의 이격공간 사이로 반응가스를 공급하도록 상기 제1접지전극(120)의 상부와 제2접지전극(130)의 상부 사이에 하향경사지게 형성된다.
도 3에 도시된 본 발명의 제1실시예에서는 상기 전원전극(110)이 정사각 형상을 가지며 플라즈마를 하향분사시키는 작동구조를 구현하게 됨에 따라, 반응가스 및 플라즈마 가스의 유동이 전환되는 각도 및 횟수가 최소화될 수 있도록 상기 가스공급포트(140)를 상기 전원전극의 상면부(111)와 일측면부(112) 사이에 형성되는 모서리 또는 상기 전원전극의 상면부(111)와 타측면부(113) 사이에 형성되는 모서리측에 45°각도로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제1실시예와 같이 상기 전원전극(110)이 정사각 형상을 가지는 경우 상기 가스공급포트(140)의 각도를 45°로 형성시키면 상기 가스공급포트(140)를 통해 공급되는 반응가스가 상기 제1접지전극(120)과 제2접지전극(130)측으로 각각 고르게 분산공급될 수 있으나, 피처리대상물의 처리조건에 따라 상기 제1접지전극(120)측과 제2접지전극(130)측의 플라즈마 압력 및 생성율을 차별적으로 형성시킬 필요가 있는 경우나, 45°의 공급각도로는 반응가스의 분산이 실제로 고르게 이루어지지 않는 경우에는 상기 가스공급포트(140)의 각도를 다르게 형성하거나 조정시킴으로써, 피처리대상물의 처리조건에 맞추어 상기 분사홀(150)과 분사통공(160)을 통해 분사되는 플라즈마 가스의 분사압력 등을 다양하게 조정할 수 있다.
상기 분사홀(150)은 상기 전원전극(110)과 제1접지전극(120), 상기 전원전극(110)과 제2접지전극(130)이 반응하여 생성된 플라즈마 가스가 통과가능하도록 상기 전원전극(110)의 하부, 제1접지전극(120)의 하부 및 제2접지전극(130)의 하부 사이의 이격공간에 연통형성된다.
상기 분사홀(150)을 형성시킴에 있어서, 상기 전원전극(110)의 중앙부를 기준으로 상기 가스공급포트(140)의 반대측에 상기 가스공급포트(140)가 경사형성된 방향으로 하향경사지게 형성시키면, 상기 가스공급포트(140)의 반응가스 주입방향과 상기 전원전극(110)이 모서리형상에 의해 상기 제1접지전극(120)과 분산 공급된 반응가스가 각각 상기 전원전극(110)과 제1접지전극(120), 상기 전원전극(110)과 제2접지전극(130) 사이를 통과하며 플라즈마 반응하여 형성된 플라즈마 가스가 상기 분사홀(150)측으로 함께 고르게 유동되면서 외부분사가 이루어질 수 있다.
상기 분사홀(150)을 수직방향에 근접한 경사를 가지도록 형성시키면 플라즈마 가스를 수직하강되는 방향으로 하향분사시키게 되어 상기 분사홀(150)의 하단크 기에 대응되는 면적에 걸쳐 보다 고효율로 플라즈마 처리를 수행가능하며, 수평방향에 근접한 경사를 가지도록 형성시키면 경사각에 반비례하여 상기 분사홀(150)을 통해 분사된 플라즈마 가스가 피처리대상물(10)의 표면에 접속되는 면적이 보다 분산, 확대되어 수직형 플라즈마 구조에 의한 고효율을 가지면서도, 적절하게 저감시키며 플라즈마의 고압 처리면적을 보다 확장시킬 수 있다.
상기 분사통공(160)은 상기 전원전극(110)과 제2접지전극(130)이 반응하여 생성된 플라즈마 가스가 통과가능하도록 상기 제2접지전극(130)의 하부 전반에 걸쳐 다수가 상하로 관통형성되며, 상기 이송수단(200)은 플라즈마 표면처리공정 중에 상기 분사홀(150)과 다수의 분사통공(160)을 통해 분사되는 플라즈마 가스에 피처리대상물(10)의 표면이 노출되도록 상기 피처리대상물(10)을 지정속도로 연속이송시킨다.
상기 전원전극(110)은 반응가스 및 플라즈마 가스의 유동방향이 수평방향에서 수직방향으로 또는 수직방향에서 수평방향으로 원만하게 전환가능하도록 모서리가 라운딩된 형상을 가지는 것이 바람직하며, 상기 전원전극(110)의 모서리의 형상이나 곡률에 따라 반응가스 및 플라즈마 가스의 유동성이 주요하게 결정되므로, 4개 모서리를 모따기 내지 라운딩처리함에 있어서 각각의 모서리의 라운딩곡률을 반응가스 및 플라즈마 가스의 유동성 및 상기 분사홀(150) 및 분사통공(160)의 형성구조를 고려하여 상호 독립되게 결정하는 것이 바람직하다.
도 4에 도시된 본 발명의 제2실시예와 같이, 상기 제1접지전극(120)이 형성된 측의 모서리의 곡률을 상기 제1실시예에 비해 작게 형성시키면 상기 제1실시예 와 비교해 상기 제1접지전극(120)측의 반응가스 및 플라즈마 가스의 유동성을 보다 향상시킬 수 있으며, 상기 제1실시예에 비해 크게 형성시키면 상기 제1실시예와 비교해 상기 제1접저전극(120)측의 반응가스 및 플라즈마 가스의 유동속도를 보다 저감시키면서 플라즈마 반응율을 보다 향상시킬 수 있다.
상기 전원전극(110)은 상기 제1, 2실시예와 같이 정사각 단면형상을 가지도록 형성되어 반응가스 및 플라즈마 가스의 수평유동거리와 수직유동거리가 전반적으로 고르게 형성될 수도 있으나, 도 5에 도시된 본 발명의 제3실시예와 같이 상기 제2접지전극(130)과 마주하는 변의 길이가 다른 변의 길이보다 긴 직사각 단면형상을 가질 수 있다.
도 6에 도시된 본 발명의 제4실시예에서, 상기 전원전극(110)은 상면이 일측으로 경사진 삼각형 종단면형상을 가지며, 상기 제1접지전극(120)은 상기 전원전극(110)의 경사진 상면부(115)와 일정한 이격간격을 두고 설치되고, 상기 제2접지전극(130)은 상기 전원전극(110)의 수직형성된 측면부(116) 및 수평형성된 하면부(117)와 이격간격을 두고 설치되며, 상기 가스공급포트(140)가 상기 전원전극(110)과 제1접지전극(120)간의 이격공간과, 상기 전원전극(110)과 제2접지전극(130)간의 이격공간 사이로 반응가스를 공급하도록 상기 제1접지전극(120)의 상부와 제2접지전극(130)의 상부 사이에 하향경사지게 형성된 구조를 가진다.
상기 제4실시예에서 상기 제1접지전극(120)측으로 공급된 반응가스는 상기 가스공급포트(140)에서 상기 분사홀(150)까지 연장되는 직선경로를 따라 이동되며 플라즈마 생성 및 분사가 이루어지게 되며, 상기 가스공급포트(140)와 분사홀(150) 을 상기 전원전극(110)의 상면부 및 상기 제1접지전극(120)의 하면부의 기울기에 근접한 각도로 형성시킬수록 상기 제1접지전극(120)측의 반응가스 및 플라즈마 가스의 유동성을 보다 향상시킬 수 있다.
상기 전원전극(110), 제1접지전극(120), 제2접지전극(130) 중 적어도 어느 하나에는 냉각수(PCW, Process Cooling water)를 이용해 지정온도로 냉각 및 유지시키는 라디에이터의 냉각수 공급라인(170)이 내부에 관통형성되거나 표면에 접속되게 설치되어 있다. 이에 따라, 상기 전원전극(110), 제1접지전극(120), 제2접지전극(130)을 포함한 본 발명에 따른 상압 플라즈마 발생장치(100) 및 이를 구비한 상압 플라즈마 표면처리장치, 피처리대상물(10)이 플라즈마 반응과정에서 발생되는 과열에 의해 손상되되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 상압 플라즈마 발생장치(100) 및 이를 구비한 상압 플라즈마 표면처리장치에 의하면, 상기 제2접지전극(130)측에서는 반응가스를 수직방향으로 이동시키며 상기 전원전극(110)과 제2접지전극(130)간의 반응에 의해 고효율로 플라즈마를 생성시킨 후, 수평방향으로 유동시키면서 안정적으로 플라즈마 생성상태를 유지 및 분산 재생성하며 상기 다수의 분사통공(160)을 통해 분사시키며, 상기 다수의 분사통공(160)을 통과하지 못하고 지나친 나머지 플라즈마 가스는 상기 전원전극(110)과 제1접지전극(120)간의 반응에 의해 생성된 플라즈마 가스와 함께 상기 분사홀(150)을 통해 최종적으로 외부분사가 이루어지게 된다.
또한, 상기 제1접지전극(120)측에서는 반응가스를 수평방향 및 수직방향으로 연속 이동시킴에 따라 상기 전원전극(110)과 제1접지전극(120)간의 반응에 의해 고효율로 생성된 플라즈마 가스를 상기 분사홀(150)을 통해 상기 제2접지전극(130)측에서 공급된 플라즈마 가스와 함께 외부 분사함으로써 기존의 수직형 플라즈마 발생장치의 이점인 고효율의 플라즈마 표면처리가 가능함과 동시에, 피처리대상물(10) 전반에 걸쳐 안정적이고 균일한 플라즈마 표면처리가 이루어질 수 있는 기존의 remote 타입의 플라즈마 발생장치의 이점을 그대로 구현할 수 있다.
상기 전원전극(110)의 전체적인 형상 및 모서리 형상 및 상기 가스공급포트(140)과 분사홀(150)의 각도에 따라 상기 분사홀(150)에서 분사되는 플라즈마 가스의 분사압력, 면적 및 각도를 다양하게 형성할 수 있다. 그리고 상기 전원전극(110)의 형태를 변경함으로써 피처리대상물의 처리조건에 맞추어 플라즈마 가스의 생성률 및 분사상태를 조정가능할 뿐 아니라, 동일한 형태의 상기 전원전극(110)을 이용함에 있어서도 상기 가스공급포트(140)과 분사홀(150)의 각도를 조정함으로써 피처리대상물의 처리조건에 맞추어 플라즈마 가스의 분사상태를 조정가능하다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것이 아니고, 상기 실시예들을 기존의 공지기술과 단순히 조합적용한 실시예와 함께 본 발명의 특허청구범위와 상세한 설명에서 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 변형하여 이용할 수 있는 기술은 본 발명의 기술범위에 당연히 포함된다고 보아야 할 것이다.
도 1은 일반적인 수직형 상압 플라즈마 세정장치를 도시한 개략도.
도 2는 일반적인 Remote타입의 상압 플라즈마 발생장치를 도시한 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 상압 플라즈마 표면처리장치의 제1실시예를 도시한 개략도.
도 4는 본 발명에 따른 상압 플라즈마 표면처리장치의 제2실시예를 도시한 개략도.
도 5는 본 발명에 따른 상압 플라즈마 표면처리장치의 제3실시예를 도시한 개략도.
도 6은 본 발명에 따른 상압 플라즈마 표면처리장치의 제4실시예를 도시한 개략도.
<도면에 사용된 주요 부호에 대한 설명>
10 : 피처리대상물 100 : 상압 플라즈마 발생장치
110 : 전원전극 111 : 사각형의 상면부
112 : 사각형의 일측면부 113 : 사각형의 타측면부
114 : 사각형의 하면부 115 : 삼각형의 상면부
116 : 삼각형의 측면부 117 : 삼각형의 하면부
120 : 제1접지전극 130 : 제2접지전극
140 : 가스공급포트 150 : 분사홀
160 : 분사통공 170 : 냉각수 공급라인
200 : 이송수단

Claims (9)

  1. 사각형 종단면형상을 가지는 전원전극;
    상기 전원전극의 일측면부 및 상면부와 이격간격을 두고 설치되며, 상기 전원전극과 반응하여 상기 전원전극과의 이격공간 사이에 플라즈마를 생성하는 제1접지전극;
    상기 전원전극의 타측면부 및 하면부와 이격간격을 두고 설치되며, 상기 전원전극과 반응하여 상기 전원전극과의 이격공간 사이에 플라즈마를 생성하는 제2접지전극;
    상기 전원전극과 제1접지전극간의 이격공간과, 상기 전원전극과 제2접지전극간의 이격공간 사이로 반응가스를 공급하도록 상기 제1접지전극의 상부와 제2접지전극의 상부 사이에 형성되는 가스공급포트;
    상기 전원전극과 제1접지전극, 상기 전원전극과 제2접지전극이 반응하여 생성된 플라즈마 가스가 통과가능하도록 상기 전원전극의 하부, 제1접지전극의 하부 및 제2접지전극의 하부 사이의 이격공간에 연통형성되는 분사홀; 및
    상기 전원전극과 제2접지전극이 반응하여 생성된 플라즈마 가스가 통과가능하도록 상기 제2접지전극의 하부 전반에 상하로 관통형성되는 다수의 분사통공;
    을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 발생장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 전원전극은,
    반응가스 및 플라즈마 가스의 유동방향이 수평방향에서 수직방향으로 또는 수직방향에서 수평방향으로 원만하게 전환가능하도록 모서리가 모따기 형상 및 라운딩된 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 발생장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 전원전극은,
    각 모서리의 라운딩곡률이 서로 다른 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 발생장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 전원전극, 제1접지전극 및 제2접지전극 중 어느 하나에는, 냉각수 공급라인이 형성되는 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 발생장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 분사홀은,
    상기 가스공급포트와 마주하도록 형성되며, 기울기를 갖는 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 발생장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 분사홀과 다수의 분사통공을 통해 분사되는 플라즈마 가스에 피처리대상물의 표면이 노출되도록 피처리대상물을 이송하는 이송수단;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 발생장치.
  7. 상면이 일측으로 경사진 삼각형 종단면형상을 가지는 전원전극;
    상기 전원전극의 경사진 상면부와 이격간격을 두고 설치되며, 상기 전원전극과 반응하여 상기 전원전극과의 이격공간 사이에 플라즈마를 생성하는 제1접지전극;
    상기 전원전극의 수직형성된 측면부 및 수평형성된 하면부와 이격간격을 두고 설치되며, 상기 전원전극과 반응하여 상기 전원전극과의 이격공간 사이에 플라즈마를 생성하는 제2접지전극;
    상기 전원전극과 제1접지전극간의 이격공간과, 상기 전원전극과 제2접지전극간의 이격공간 사이로 반응가스를 공급하도록 상기 제1접지전극의 상부와 제2접지전극의 상부 사이에 형성되는 가스공급포트;
    상기 전원전극과 제1접지전극, 상기 전원전극과 제2접지전극이 반응하여 생성된 플라즈마 가스가 통과가능하도록 상기 전원전극의 하부, 제1접지전극의 하부 및 제2접지전극의 하부 사이의 이격공간에 연통형성되는 분사홀; 및
    상기 전원전극과 제2접지전극이 반응하여 생성된 플라즈마 가스가 통과가능하도록 상기 제2접지전극의 하부 전반에 상하로 관통형성되는 다수의 분사통공;
    을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 발생장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 가스공급포트는,
    상기 전원전극의 상면부 및 제1접지전극의 하면부에 대응되는 기울기로 형성되는 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 발생장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 분사홀과 다수의 분사통공을 통해 분사되는 플라즈마 가스에 피처리대상물의 표면이 노출되도록 피처리대상물을 이송하는 이송수단;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상압 플라즈마 발생장치.
KR1020080056662A 2008-06-17 2008-06-17 상압 플라즈마 발생장치 KR101497469B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080056662A KR101497469B1 (ko) 2008-06-17 2008-06-17 상압 플라즈마 발생장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080056662A KR101497469B1 (ko) 2008-06-17 2008-06-17 상압 플라즈마 발생장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090130936A true KR20090130936A (ko) 2009-12-28
KR101497469B1 KR101497469B1 (ko) 2015-03-05

Family

ID=41690256

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080056662A KR101497469B1 (ko) 2008-06-17 2008-06-17 상압 플라즈마 발생장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101497469B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017104903A1 (en) * 2015-12-18 2017-06-22 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Electrode assembly for dielectric barrier discharge and plasma processing device using the same
KR20210151472A (ko) * 2020-06-05 2021-12-14 한국기계연구원 플라즈마 반응기 및 과불화합물 제거 스크러버

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100766771B1 (ko) * 2006-06-05 2007-10-12 주식회사 케이씨텍 초음파 장치를 구비한 플라즈마 장치 및 그 표면처리 방법
KR101427091B1 (ko) * 2008-06-02 2014-08-07 주식회사 케이씨텍 상압 플라즈마 발생장치 및 이를 구비한 상압 플라즈마표면처리장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017104903A1 (en) * 2015-12-18 2017-06-22 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Electrode assembly for dielectric barrier discharge and plasma processing device using the same
KR20210151472A (ko) * 2020-06-05 2021-12-14 한국기계연구원 플라즈마 반응기 및 과불화합물 제거 스크러버

Also Published As

Publication number Publication date
KR101497469B1 (ko) 2015-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100623563B1 (ko) 플라즈마 처리 장치, 플라즈마를 발생하는 반응 용기의제조 방법 및 플라즈마 처리 방법
KR101645191B1 (ko) 한정된 처리 체임버들을 구비한 다중 전극 플라즈마 처리 시스템 및 상기 전극을 구비한 내부 버스 전기 접속
JP5594820B2 (ja) 均一な常圧プラズマ発生装置
US20090010818A1 (en) Atmospheric Pressure Plasma Generating Apparatus by Induction Electrode
JP2006302623A (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
KR101427091B1 (ko) 상압 플라즈마 발생장치 및 이를 구비한 상압 플라즈마표면처리장치
KR20170046703A (ko) 라디칼 가스 발생 시스템
JP4579522B2 (ja) プラズマ表面処理装置
KR20090130936A (ko) 상압 플라즈마 발생장치
KR101680710B1 (ko) 선형 플라즈마 발생기 및 이를 이용한 플라즈마 처리 시스템
JP2003109799A (ja) プラズマ処理装置
JP6482014B2 (ja) プラズマ表面処理装置およびプラズマ表面処理システム
KR100860039B1 (ko) 대기압 플라즈마 발생장치
KR101649304B1 (ko) 선형 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생기 및 이를 포함한 플라즈마 처리 시스템
KR101004299B1 (ko) 상압 플라즈마 발생장치 및 이를 구비한 상압 플라즈마표면처리장치
KR20100049322A (ko) 상압 플라즈마 발생장치
KR20080101309A (ko) 상압 플라즈마 세정장치
TW201432775A (zh) 等離子處理裝置
KR102031305B1 (ko) 일체형 유체 분사장치
KR102245633B1 (ko) 대기압 플라즈마 반응장치
JP6242946B2 (ja) 炭素繊維の表面処理方法
KR100641840B1 (ko) 샤워헤드 및 이를 채용한 플라즈마 처리장치
KR101829318B1 (ko) 효율이 향상된 플라즈마 처리장치
KR101615494B1 (ko) 다방향 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생기
KR101230114B1 (ko) 복수개의 전극을 갖는 상압 플라즈마 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180116

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190103

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200121

Year of fee payment: 6