KR20240030141A - 가스 처리용 공랭식 유도결합 플라즈마 발생 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의하면, 내부에 고리 형상의 플라즈마 반응 공간을 제공하는 반응 챔버; 상기 플라즈마 반응 공간의 적어도 일부 구간을 감싸도록 상기 반응 챔버와 결합되는 마그네틱 코어부; 및 상기 마그네틱 코어부에 인접하여 설치되는 냉각 팬을 포함하며, 상기 마그네틱 코어부는 적층 구조로 배치되는 복수 개의 단위 마그네틱 코어들과, 상기 복수 개의 단위 마그네틱 코어들 중 이웃하는 두 단위 마그네틱 코어들 사이에 삽입되고 이격되어서 위치하는 복수 개의 삽입 패드들을 구비하며, 상기 복수 개의 삽입 패드들에 의해 상기 이웃하는 두 단위 마그네틱 코어들 사이에 공기가 유동할 수 있는 틈이 형성되는, 가스 처리용 공랭식 유도결합 플라즈마 발생 장치가 제공된다.
Description
본 발명은 플라즈마 발생 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가스 처리에 사용되는 유도결합 플라즈마 발생 장치의 냉각 기술에 관한 것이다.
반도체 소자는 반도체 공정 챔버에서 웨이퍼 상에 포토리소그래피, 식각, 확산 및 금속증착 등의 공정들이 다양한 공정 가스를 이용하여 반복적으로 수행됨으로써 제조되고 있다. 반도체 공정 챔버에서 공정이 완료된 후에는 반도체 공정 챔버에 잔류가스가 존재하게 되는데, 공정 챔버 내 잔류가스는 유독성분을 포함하고 있기 때문에, 진공펌프에 의해 배출되어서 스크러버와 같은 배기가스 처리장치에 의해 정화된다.
최근에는 플라즈마 반응을 이용하여 유해성분을 분해하여 처리하는 기술이 널리 사용되고 있다. 공개특허 제2019-19651호에는 유도결합 플라즈마를 이용하여 배기가스를 처리하는 플라즈마 챔버가 개시되어 있다. 유도결합 플라즈마는 무선주파수 전력이 안테나 코일에 인가되면 안테나에 흐르는 시변 전류에 의해 자기장이 유도되며 이에 의해 챔버 내부에 생성되는 전기장에 의해 플라즈마가 발생하는 것으로서, 일반적으로 유도결합 플라즈마용 플라즈마 반응기는 플라즈마가 발생하는 공간을 제공하는 챔버와, 챔버를 감싸도록 결합되는 페라이트 코어와 초기 플라즈마 점화를 위한 점화기로 구성된다.
본 발명의 목적은 냉각 효율이 향상된 가스 처리용 공랭식 유도결합 플라즈마 발생 장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 내부에 고리 형상의 플라즈마 반응 공간을 제공하는 반응 챔버; 상기 플라즈마 반응 공간의 적어도 일부 구간을 감싸도록 상기 반응 챔버와 결합되는 마그네틱 코어부; 및 상기 마그네틱 코어부에 인접하여 설치되는 냉각 팬을 포함하며, 상기 마그네틱 코어부는 적층 구조로 배치되는 복수 개의 단위 마그네틱 코어들과, 상기 복수 개의 단위 마그네틱 코어들 중 이웃하는 두 단위 마그네틱 코어들 사이에 삽입되고 이격되어서 위치하는 복수 개의 삽입 패드들을 구비하며, 상기 복수 개의 삽입 패드들에 의해 상기 이웃하는 두 단위 마그네틱 코어들 사이에 공기가 유동할 수 있는 틈이 형성되는, 가스 처리용 공랭식 유도결합 플라즈마 발생 장치가 제공된다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 내부에 플라즈마 반응 공간을 제공하는 반응 챔버; 상기 플라즈마 반응 공간의 적어도 일부 구간을 감싸고 적층 구조로 배치되는 복수개의 단위 마그네틱 코어들; 상기 반응 챔버와 상기 마그네틱 코어부를 내부에 수용하는 하우징; 및 상기 복수개의 단위 마그네틱 코어들을 냉각시키기 위하여 상기 하우징의 내부 공간에서 공기를 유동시켜서 상기 하우징 내의 공기를 외부로 배출하는 냉각 팬을 포함하는, 가스 처리용 공랭식 유도결합 플라즈마 발생 장치가 제공된다.
본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로, 적층 구조로 배치되는 복수 개의 단위 마그네틱 코어들 사이에 삽입되는 삽입 패드들에 의해 이웃한 두 단위 마그네틱 코어들 사이에 틈이 형성되므로, 마그네틱 코어부의 내측과 외측 사이에 공기 유동이 원활하게 이루어지기 때문에, 공랭식 냉각 효율이 현저하게 향상된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도결합 플라즈마 발생 장치를 이용하여 가스를 처리하는 반도체 제조설비의 일 예를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유도결합 플라즈마 발생 장치를 이용하여 가스를 처리하는 반도체 제조설비의 다른 예를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도결합 플라즈마 발생 장치의 측면도로서, 외부 케이스는 단면으로 도시한 것이다.
도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 유도결합 플라즈마 발생 장치에서 반응 챔버와 마그네틱 코어부가 결합된 상태를 도시한 사시도 및 정면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 반응 챔버와 마그네틱 코어부의 분해 사시도이다.
도 7은 도 4에 도시된 마그네틱 코어부를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유도결합 플라즈마 발생 장치를 이용하여 가스를 처리하는 반도체 제조설비의 다른 예를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도결합 플라즈마 발생 장치의 측면도로서, 외부 케이스는 단면으로 도시한 것이다.
도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 유도결합 플라즈마 발생 장치에서 반응 챔버와 마그네틱 코어부가 결합된 상태를 도시한 사시도 및 정면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 반응 챔버와 마그네틱 코어부의 분해 사시도이다.
도 7은 도 4에 도시된 마그네틱 코어부를 도시한 사시도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성 및 작용을 상세하게 설명한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 유도결합 플라즈마 발생 장치를 이용하여 가스를 처리하는 반도체 제조설비의 일 예가 블록도로서 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 반도체 제조설비(10)는, 반도체 소자를 제조하기 위한 반도체 제조공정이 수행되는 반도체 제조 장비(11)와, 반도체 제조 장비(11)로부터 배출되는 가스를 처리하는 배기가스 처리 장비(13)와, 반도체 제조 장비(11)로부터 가스를 배출시켜서 배기가스 처리 장비(13)로 유동시키는 배기 장비(15)와, 반도체 제조 장비(11)로부터 배출되는 가스를 처리하기 위해 플라즈마를 이용하여 반응 활성종을 생성하여 배기 장비(15)로 공급하는 원격 플라즈마 시스템(100)을 포함한다.
반도체 제조 장비(11)는 다양한 공정가스를 이용한 반도체 제조공정을 수행하여 반도체 소자를 제조한다. 반도체 제조 장비(11)는 다양한 공정가스를 이용한 반도체 제조공정이 진행되는 반도체 공정 챔버(12)를 구비한다. 도시되지는 않았으나, 반도체 제조 장비(11)는 반도체 공정 챔버(12)에 필요한 공정가스를 다양하게 종류별로 공급하는 공정가스 공급부를 더 구비한다.
반도체 공정 챔버(12)는 반도체 제조 설비 기술 분야에서 반도체 소자를 제조하기 위해 통상적으로 사용되는 모든 형태의 반도체 공정 챔버를 포함한다. 반도체 공정 챔버(12)에서 발생한 잔류 가스는 배기 장비(15)에 의해 배기가스로서 외부로 배출되고 배기가스 처리 장비(13)에 의해 정화된다.
배기가스 처리 장비(13)는 배기 장비(15)에 의해 반도체 공정 챔버(12)로부터 배출되는 배기가스에 포함된 유해 성분을 처리하여 정화한다. 배기가스 처리 장비(13)는 배기가스를 처리하는 스크러버(14)를 포함한다. 스크러버(14)는 반도체 제조 설비 기술 분야에서 배기가스를 처리하기 위해 통상적으로 사용되는 모든 형태의 스크러버를 포함한다.
배기 장비(15)는 반도체 공정 챔버(12)에서 공정 후 발생한 잔류 가스를 배기가스로서 반도체 공정 챔버(12)로부터 배출시킨다. 배기 장비(15)는 진공 펌프(16)와, 반도체 공정 챔버(13)와 진공 펌프(16)를 연결하는 챔버 배기관(17)과, 진공 펌프(16)로부터 하류 쪽으로 연장되는 펌프 배기관(18)을 구비한다.
진공 펌프(16)는 반도체 공정 챔버(12)의 잔류 가스를 배기가스로서 배출하기 위하여 반도체 공정 챔버(12)와 진공 펌프(15)를 연결하는 챔버 배기관(17)을 통해 반도체 공정 챔버(12) 측에 음압을 형성한다. 진공 펌프(16)는 반도체 제조 설비 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 진공 펌프의 구성을 포함하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 진공 펌프(16)에는 반도체 공정 챔버(12)에서 수행되는 공정에 의해 생성되는 증착성 부산물이 증착되어서 진공 펌프(16)의 성능이 저하될 수 있다. 본 발명에 의하면, 원격 플라즈마 시스템(100)에 의해 배기가스에 함유된 증착성 부산물의 생성이 억제되고 진공 펌프(16)에 증착된 부산물이 제거되어서, 진공 펌프(16)의 MTBF가 연장된다.
챔버 배기관(17)은 반도체 공정 챔버(12)와 진공 펌프(16)의 사이에서 반도체 공정 챔버(12)의 배기구와 진공 펌프(16)의 흡입구를 연결한다. 진공 펌프(16)에 의해 형성되는 음압에 의해 반도체 공정 챔버(12)의 잔류 가스가 챔버 배기관(17)을 통해 배기가스로서 배출된다. 챔버 배기관(17)에는 배기가스와 원격 플라즈마 시스템(100)으로부터 공급되는 반응 활성종이 혼합되는 혼합 챔버(19)가 설치된다.
펌프 배기관(18)은 진공 펌프(16)로부터 하류 쪽으로 연장된다. 펌프 배기관(18)은 진공 펌프(16)의 토출구와 연결되어서 진공 펌프(16)로부터 배출되는 배기가스가 유동한다. 펌프 배기관(18)의 하류 끝단에는 스크러버(14)가 연결되어서 진공 펌프(16)로부터 배출되는 배기가스가 펌프 배기관(18)을 통해 스크러버(13)로 유입된다.
원격 플라즈마 시스템(100)는 플라즈마를 이용하여 반응 활성종을 생성하고 생성된 반응 활성종을 반도체 공정 챔버(12)의 배기가스가 유동하는 챔버 배기관(17) 상에 설치되는 혼합 챔버(19)로 공급한다. 원격 플라즈마 시스템(100)은 이후 상세하게 설명된다.
도 1의 반도체 제조설비에서는 원격 플라즈마 시스템(100)에 의해 생성된 반응 활성종이 챔버 배기관(17)으로 공급되어서, 원격 플라즈마 시스템(100)이 진공 펌프(16)의 세정을 위해 이용되는 것으로 설명하지만, 이와는 달리 도 2에 도시된 바와 같이, 원격 플라즈마 시스템(100)에 의해 생성된 반응 활성종은 반도체 공정 챔버(12)로 공급되어서, 원격 플라즈마 시스템(100)이 반도체 공정 챔버(12)의 세정을 위해 이용될 수도 있다.
원격 플라즈마 시스템(100)는 플라즈마를 이용하여 반응 활성종을 생성하고, 생성된 반응 활성종을 도 1에 도시된 바와 같이 배기가스가 유동하는 챔버 배기관(17) 상에 설치되는 혼합 챔버(19)로 공급하여 진공 펌프(16)의 세정에 이용하거나, 도 2에 도시된 바와 같이 반도체 공정 챔버(12)로 공급하여 반도체 공정 챔버(12)의 세정에 이용한다. 원격 플라즈마 시스템(100)은 유도결합 플라즈마 발생 장치(110)와, 유도결합 플라즈마 발생 장치(110)에 전력을 공급하는 전원(190)과, 유도결합 플라즈마 발생 장치(110)로 가스를 공급하는 가스 공급기(195)를 구비한다.
도 3에는 유도결합 플라즈마 발생 장치(110)가 도시되어 있다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 유도결합 플라즈마 발생 장치(110)는, 유도결합 플라즈마를 발생시켜서 플라즈마 반응을 일으키는 플라즈마 반응기(120)와, 플라즈마 반응기(120)를 수용하는 하우징(180)과, 플라즈마 반응기(120)의 냉각을 위해 공기를 유동시키는 냉각 팬(188)을 구비한다.
플라즈마 반응기(120)는 전원(190)으로부터 공급되는 전력에 의해 작동하여 유도결합 플라즈마를 발생시키고, 유도결합 플라즈마를 이용해 플라즈마 반응을 일으켜서 가스 공급기(195)로부터 공급되는 가스를 분해하여 반응 활성종(reactive species)을 생성한다. 플라즈마 반응기(120)는 반응 챔버(121)와, 플라즈마 점화를 위한 점화기(125)와, 가스 공급기(195)로부터 공급되는 가스를 반응 챔버(121)로 주입시키는 가스 주입기(128)와, 반응 챔버(121)의 일부를 감싸도록 배치되는 마그네틱 코어부(160)를 구비한다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 반응 챔버(121)는 내부에 플라즈마 반응이 일어나는 고리 형상의 플라즈마 반응 공간(122)을 제공한다. 반응 챔버(121)는 상부 블록(130)과, 상부 블록(130)의 아래에 이격되어서 위치하는 하부 블록(140)과, 상부 블록(130)과 하부 블록(140)을 각각 연결하는 제1, 제2 연결 블록(150a, 150b)들을 구비한다.
상부 블록(130)은 내부에 형성된 상부 반응 통로(131)를 제공한다. 상부 반응 통로(131)는 고리 형상의 플라즈마 반응 공간(122)의 일부 구간을 형성한다. 상부 블록(130)에는 상부 반응 통로(131)의 두 끝단과 각각 연통되는 제1 상부 반응 통로 개구부(133a)와 제2 상부 반응 통로 개구부(133b)가 형성된다. 제1 상부 반응 통로 개구부(133a)와 제2 상부 반응 통로 개구부(133b)는 상부 블록(130)에서 하부 블록(140)을 향하는 하면에 폭방향을 따라 이격되어서 위치한다. 상부 블록(130)에는 상부 반응 통로(131)와 연통되어서 상부 반응 통로(131)로 가스를 유입시키는 가스 유입로(135)가 형성된다. 상부 블록(130)에는 플라즈마 점화를 위해 상부 반응 통로(131)와 연통되는 점화구(137)가 형성된다. 점화구(137)는 상부 블록(130)에 결합되는 점화기(125)에 의해 폐쇄된다.
하부 블록(140)은 내부에 형성된 하부 반응 통로(141)를 제공한다. 하부 반응 통로(141)는 고리 형상의 플라즈마 반응 공간(122)의 일부 구간을 형성한다. 하부 블록(140)에는 하부 반응 통로(141)의 두 끝단과 각각 연통되는 제1 하부 반응 통로 개구부(143a)와 제2 하부 반응 통로 개구부(143b)가 형성된다. 제1 하부 반응 통로 개구부(143a)와 제2 하부 반응 통로 개구부(143b)는 하부 블록(140)에서 상부 블록(130)을 향하는 상면에 폭방향을 따라 이격되어서 위치한다. 제1 하부 반응 통로 개구부(143a)는 제1 상부 반응 통로 개구부(133a)와 대향하고, 제2 하부 반응 통로 개구부(143b)는 제2 상부 반응 통로 개구부(133b)와 대향한다. 하부 블록(140)에는 하부 반응 통로(141)와 연통되어서 가스를 배출시키는 가스 배출구(145)가 형성된다. 가스 배출구(145)는 가스 배출관(197)과 연결되어서 가스 배출구(145)를 통해 배출되는 가스에 포함된 반응 활성종이 가스 배출관(197)을 따라 유동하여 혼합 챔버(19)로 공급된다.
제1 연결 블록(150a)과 제2 연결 블록(150b)은 상부 블록(130)과 하부 블록(140)의 사이에 폭방향을 따라 나란하게 이격되어서 배치되어서, 상부 블록(130)과 하부 블록(140)을 각각 연결한다.
제1 연결 블록(150a)은 상부 블록(130)과 하부 블록(140)의 사이에 배치되어서 상부 블록(130)과 하부 블록(140)을 연결한다. 제1 연결 블록(150a)의 내부에는 상부 블록(130)에 형성된 상부 반응 통로(131) 및 하부 블록(140)에 형성된 하부 반응 통로(141)와 연통되는 제1 연결 반응 통로(151a)가 형성된다. 제1 연결 반응 통로(151a)는 고리 형상의 플라즈마 반응 공간(122)의 일부 구간을 형성한다. 제1 연결 반응 통로(151a)는 마그네틱 코어부(160)에 의해 둘러싸인다. 제1 연결 반응 통로(151a)의 양 끝단은 상부 블록(130)에 형성된 제1 상부 반응 통로 개구부(133a) 및 하부 블록(140)에 형성된 제1 하부 반응 통로 개구부(143a)와 연결된다. 제1 연결 블록(150a)에서 제1 연결 반응 통로(151a)의 길이방향 양 끝단에는 각각 측면 바깥으로 연장되어서 형성되는 제1 상부 플랜지(155a)와 제1 하부 플랜지(157a)가 형성된다.
제2 연결 블록(150b)은 상부 블록(130)과 하부 블록(140)의 사이에 배치되어서 상부 블록(130)과 하부 블록(140)을 연결한다. 제제2 연결 블록(150b)의 내부에는 상부 블록(130)에 형성된 상부 반응 통로(131) 및 하부 블록(140)에 형성된 하부 반응 통로(141)와 연통되는 제2 연결 반응 통로(151b)가 형성된다. 제2 연결 반응 통로(151b)는 고리 형상의 플라즈마 반응 공간(122)의 일부 구간을 형성한다. 제2 연결 반응 통로(151b)는 마그네틱 코어부(160)에 의해 둘러싸인다. 제2 연결 반응 통로(151b)의 양 끝단은 상부 블록(130)에 형성된 제2 상부 반응 통로 개구부(133b) 및 하부 블록(140)에 형성된 제2 하부 반응 통로 개구부(143b)와 연결된다. 제2 연결 블록(150b)에서 제2 연결 반응 통로(151b)의 길이방향 양 끝단에는 각각 측면 바깥으로 연장되어서 형성되는 제2 상부 플랜지(155b)와 제2 하부 플랜지(157b)가 형성된다.
점화기(igniter)(125)는 전원(190)으로부터 고전압의 전력을 공급받아서 플라즈마를 점화한다. 점화기(125)는 상부 블록(130)에 결합되어서, 상부 블록(130)에 형성된 점화구(137)를 통해 플라즈마를 점화한다.
가스 주입기(128)는 상부 블록(130)에 결합되어서, 가스 공급기(195)로부터 가스 유입관(196)을 통해 공급되는 가스를 반응 챔버(121)의 플라즈마 반응 공간(122)으로 주입시킨다. 가스 주입기(128)의 내부에는 상부 블록(130)에 형성된 가스 유입로(135)와 가스 유입관(196)을 연통시키는 가스 연결 통로(129)가 형성된다.
도 2 내지 도 7을 참조하면, 마그네틱 코어부(160)는 반응 챔버(121)에 형성되는 고리형의 플라즈마 반응 공간(122)에서 제1 연결 반응 통로(151a)와 제2 연결 반응 통로(151b)를 감싸도록 배치된다. 마그네틱 코어부(160)는 적층 구조로 배치되는 복수 개의 단위 마그네틱 코어(161)들과, 복수 개의 단위 마그네틱 코어(161)들 사이에 삽입되는 복수 개의 삽입 패드(176)들을 구비한다.
복수 개의 단위 마그네틱 코어(161)들은 적층 구조로 배치된다. 본 실시예에서는 단위 마그네틱 코어(161)이 6개인 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 단위 마그네틱 코어(161)은 2개 내지 5개 또는 7개 이상이 적층 구조로 배치될 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 본 실시예에서 단위 마그네틱 코어(161)는 유도결합 플라즈마 발생장치에서 일반적으로 사용되는 페라이트 코어(Ferrite Core)인 것으로 설명한다. 적층 구조로 배치되는 복수 개의 단위 마그네틱 코어(161)들 중 이웃하는 두 마그네틱 코어(161)들은 삽입 패드(176)들에 의해 이격된다.
단위 마그네틱 코어(161)는 고리형상의 테두리부(162)와, 테두리부(162)의 내부 영역을 가로지르는 연결부(165)를 구비한다.
테두리부(162)는 대체로 직사각형의 고리형상으로서, 대향하는 제1 변부(1621) 및 제2 변부(1622)와, 제1 변부(1621)와 제2 변부(1622)를 연결하면서 대향하는 제3 변부(1623)와 제4 변부(1624)를 구비한다. 테두리부(162)는 반응 챔버(121)의 제1 연결 블록(150a)과 제2 연결 블록(150b)의 둘레를 에워싸도록 배치된다.
연결부(165)는 테두리부(162)의 대향하는 제1 변부(1621)와 제2 변부(1622)의 사이를 연결하도록 연장된다. 연결부(165)는 반응 챔버(121)의 제1 연결 블록(150a)과 제2 연결 블록(150b)의 사이에 형성된 틈(159)을 통과하도록 배치된다. 연결부(165)에 의해 테두리부(162)의 내부 영역은 제1 관통구(166a)와 제2 관통구(166b)로 분리되며, 제1 관통구(166a)를 반응 챔버(121)의 제1 연결 블록(150a)가 지나가고 제2 관통구(166b)를 반응 챔버(121)의 제2 연결 블록(150b)가 지나간다. 그에 따라, 단위 마그네틱 코어(161)는 내부에 제1 관통구(166a)를 형성하면서 반응 챔버(121)에 형성되는 제1 연결 반응 통로(151a)를 둘러싸는 제1 고리부(167a)와, 내부에 제2 관통구(166b)를 형성하면서 반응 챔버(121)에 형성되는 제2 연결 반응 통로(151b)를 둘러싸는 제1 고리부(167b)를 구비한다.
본 실시예에서 단위 마그네틱 코어(161)는 동일한 형상 및 크기의 4개의 'ㄷ'자형 마그네틱 부재(170)들이 결합되어서 형성되는 것으로 설명한다. 도시된 바와 같이 2개의 'ㄷ'자형 마그네틱 부재(170)들이 연결되어서 제1 고리부(167a)가 형성되고, 다른 2개의 'ㄷ'자형 마그네틱 부재(170)들이 연결되어서 제2 고리부(167b)가 형성된다. 단위 마그네틱 코어(161)을 구비하는 4개의 'ㄷ'자형 마그네틱 부재(170)들은 도시되지는 않았으나 별도의 결합 구조에 의해 결합되어서 단위 마그네틱 코어(161)의 형태를 유지할 수 있다. 본 실시예에서는 단위 마그네틱 코어(161)가 'ㄷ'자형 마그네틱 부재(170)들을 결합하여 형성되는 것으로 설명하지만, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 다른 다양한 형태로 형성될 수 있고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
삽입 패드(176)들은 적층 형태로 배치되는 복수 개의 단위 마그네틱 코어(161)들 중 이웃하는 두 단위 마그네틱 코어(161)들의 사이에 삽입되어서 이웃하는 두 단위 마그네틱 코어(161)들을 이격시킨다. 삽입 패드(176)들에 의해 이웃하는 두 단위 마그네틱 코어(161)들이 이격되어서 이웃하는 두 단위 마그네틱 코어(161)들 사이에는 틈(160a)이 형성되고, 이 틈(160a)을 통해 이웃하는 두 단위 마그네틱 코어(161)들 사이로 공기가 유동하여 냉각 성능이 향상된다. 이웃하는 두 단위 마그네틱 코어(161)들 사이에 삽입되는 삽입 패드(176)들은 이격되어서 위치한다. 본 실시예에서는 'ㄷ'자형 마그네틱 부재(170)들의 네 끝단 모서리에 삽입 패드(176)가 하나씩 위치하는 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 복수 개의 삽입 패드(176)들은 적절하게 이격되어서 다양한 지점에 위치할 수 있다.
삽입 패드(176)들은 단위 마그네틱 코어(161)와 제1 연결 블록(150a)의 제1 상부 플랜지(155a)의 사이 및 단위 마그네틱 코어(161)와 제1 연결 블록(150a)의 제1 하부 플랜지(157a)의 사이에도 삽입되고, 단위 마그네틱 코어(161)와 제2 연결 블록(150b)의 제2 상부 플랜지(155b) 및 단위 마그네틱 코어(161)와 제2 연결 블록(150b)의 제2 하부 플랜지(157b)의 사이에도 삽입된다. 그에 따라, 단위 마그네틱 코어(161)에서 외부에 노출되는 면적이 더욱 증가한다. 본 실시예에서 삽입 패드(176)의 재질은 폴리테트라플로오로에틸렌(PTFE: Polytetrafluoroethylene)인 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 삽입 패드(176)는 연질인 것이 바람직하며, 그에 따라 삽입 패드(176)는 마그네틱 코어부(160)의 손상을 방지하는 역할도 한다. 도시되지는 않았으나, 제1 고리부(167a)와 제1 고리부(167b)의 사이에도 복수 개의 삽입 패드들이 이격된 상태로 삽입됨으로써, 제1 고리부(167a)와 제2 고리부(167b)의 사이에도 틈이 형성될 수 있다.
도시되지는 않았으나, 플라즈마 반응기(120)는 마그네틱 코어부(160)에 권선되고 전원(190)으로부터 전력을 공급받는 코일을 더 구비한다. 마그네틱 코어부(160)에 권선된 코일(미도시)은 전원(190)을 통해 무선주파수의 교류 전원을 인가받아서 마그네틱 코어부(160)에 유도자속을 형성한다. 마그네틱 코어(130)에 형성된 유도자속에 의해 유도전기장이 생성되고, 생성된 유도전기장에 의해 플라즈마가 형성되는 것이다.
도 3을 참조하면, 하우징(180)은 반응 챔버(121)와 마그네틱 코어부(160)를 내부에 수용한다. 하우징(180)에는 냉각 팬(188)이 설치된다. 하우징(180)에서 마그네틱 코어부(160)를 사이에 두고 냉각 팬(188)의 반대편에 위치하는 벽면(182)는 통기구(184)들이 형성된다.
냉각 팬(188)은 플라즈마 반응기(120)의 냉각을 위해 공기를 유동시킨다. 냉각 팬(188)은 하우징(180)의 일측 벽면에 설치된다. 냉각 팬(188)은 마그네틱 코어부(160)를 사이에 두고 하우징(180)에 형성되는 통기구(184)들의 반대편에 위치한다. 냉각 팬(188)에 의해 발생하는 공기의 유동 방향은 복수 개의 단위 마그네틱 코어(161)들의 적층 방향과 대체로 직각인 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 냉각 팬(188)이 하우징(180)의 외부에서 공기를 하우징(180)의 내부로 유입시키는 급기 팬인 것으로 설명한다. 이 경우, 냉각 팬(188)의 작동에 의해 하우징(180)의 내부로 유입된 공기는 마그네틱 코어부(160)를 지나 통기구(184)를 통해 외부로 배출된다. 본 실시예에서 냉각 팬(188)은 급기 팬인 것으로 설명하지만, 이와는 달리 배기 팬일 수도 있다. 이 경우 통기구(184)들을 통해 외기가 하우징(180)의 내부로 유입된다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 전원(190)은 유도 결합 플라즈마 발생을 위하여, 무선주파수의 교류 전력을 마그네틱 코어부(도 3의 160)에 권선된 코일(미도시)에 인가한다. 또한, 전원(190)은 점화기(도 3의 125)에도 전력을 공급한다.
가스 공급기(195)는 플라즈마 발생 장치(110)에서 플라즈마에 의해 생성되는 반응 활성종의 소스 가스를 저장하고 저장된 소스 가스를 가스 유입관(196)을 통해 플라즈마 발생 장치(110)로 공급한다. 본 실시예에서 가스 공급기(195)는 반응 활성종의 소스 가스로서 삼불화질소(NF3)를 플라즈마 발생 장치(110)로 공급하는 것으로 설명한다.
이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.
100: 원격 플라즈마 시스템
110: 유도결합 플라즈마 발생 장치
120: 플라즈마 반응기 121: 반응 챔버
122: 플라즈마 반응 공간 130: 상부 블록
131: 상부 반응 통로 140: 하부 블록
141: 하부 반응 통로 150a: 제1 연결 블록
151a: 제1 연결 반응 통로 150b: 제2 연결 블록
151b: 제2 연결 반응 통로 160: 마그네틱 코어부
161: 단위 마그네틱 코어 162: 테두리부
165: 연결부 170: 마그네틱 부재
176: 삽입 패드 180: 하우징
188: 냉각 팬 190: 전원
195: 가스 공급기
120: 플라즈마 반응기 121: 반응 챔버
122: 플라즈마 반응 공간 130: 상부 블록
131: 상부 반응 통로 140: 하부 블록
141: 하부 반응 통로 150a: 제1 연결 블록
151a: 제1 연결 반응 통로 150b: 제2 연결 블록
151b: 제2 연결 반응 통로 160: 마그네틱 코어부
161: 단위 마그네틱 코어 162: 테두리부
165: 연결부 170: 마그네틱 부재
176: 삽입 패드 180: 하우징
188: 냉각 팬 190: 전원
195: 가스 공급기
Claims (10)
- 내부에 고리 형상의 플라즈마 반응 공간을 제공하는 반응 챔버;
상기 플라즈마 반응 공간의 적어도 일부 구간을 감싸도록 상기 반응 챔버와 결합되는 마그네틱 코어부; 및
상기 마그네틱 코어부에 인접하여 설치되는 냉각 팬을 포함하며,
상기 마그네틱 코어부는 적층 구조로 배치되는 복수 개의 단위 마그네틱 코어들과, 상기 복수 개의 단위 마그네틱 코어들 중 이웃하는 두 단위 마그네틱 코어들 사이에 삽입되고 이격되어서 위치하는 복수 개의 삽입 패드들을 구비하며,
상기 복수 개의 삽입 패드들에 의해 상기 이웃하는 두 단위 마그네틱 코어들 사이에 공기가 유동할 수 있는 틈이 형성되는,
가스 처리용 공랭식 유도결합 플라즈마 발생 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 삽입 패드의 재질은 폴리테트라플로오로에틸렌(PTFE)인,
가스 처리용 공랭식 유도결합 플라즈마 발생 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 플라즈마 반응 공간은 나란하게 배치되는 제1 연결 반응 통로와 제2 연결 반응 통로를 구비하며,
상기 단위 마그네틱 코어는 상기 제1 연결 반응 통로의 둘레를 감싸는 제1 고리부와, 상기 제2 연결 반응 통로의 둘레를 감싸는 제2 고리부를 구비하는,
가스 처리용 공랭식 유도결합 플라즈마 발생 장치. - 청구항 3에 있어서,
상기 단위 마그네틱 코어는 복수 개의 마그네틱 부재들이 연결되어서 형성되는,
가스 처리용 공랭식 유도결합 플라즈마 발생 장치. - 청구항 4에 있어서,
상기 마그네틱 부재는 'ㄷ'자형이며,
상기 제1 고리부와 상기 제2 고리부 각각은 내부에 관통구가 형성되도록 상기 'ㄷ'자형의 마그네틱 부재 2개가 연결되어서 형성되는,
가스 처리용 공랭식 유도결합 플라즈마 발생 장치. - 청구항 5에 있어서,
상기 삽입 패드는 상기 'ㄷ'자형 마그네틱 부재의 네 모서리들 각각에 대응하여 위치하는,
가스 처리용 공랭식 유도결합 플라즈마 발생 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 플라즈마 반응 공간은 나란하게 배치되는 제1 연결 반응 통로와 제2 연결 반응 통로를 구비하며,
상기 단위 마그네틱 코어는 직사각형의 고리형상을 이루는 테두리부와, 상기 테두리부의 내부 영역을 가로지르는 연결부를 구비하며,
상기 연결부의 길이방향 양단은 상기 테두리부의 대향하는 두 변부와 연결되어서, 상기 연결부는 상기 테두리부의 내부 영역을 상기 제1 연결 반응 통로가 통과하는 제1 관통구와 상기 제2 연결 반응 통로가 통과하는 제2 관통구로 분리하는,
가스 처리용 공랭식 유도결합 플라즈마 발생 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 단위 마그네틱 코어는 페라이트 코어인,
가스 처리용 공랭식 유도결합 플라즈마 발생 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 냉각 팬은 상기 복수 개의 단위 마그네틱 코어들의 적층 방향과 직각인 방향으로 공기를 유동시키도록 설치되는,
가스 처리용 공랭식 유도결합 플라즈마 발생 장치. - 내부에 플라즈마 반응 공간을 제공하는 반응 챔버;
상기 플라즈마 반응 공간의 적어도 일부 구간을 감싸고 적층 구조로 배치되는 복수개의 단위 마그네틱 코어들;
상기 반응 챔버와 상기 마그네틱 코어부를 내부에 수용하는 하우징; 및
상기 복수개의 단위 마그네틱 코어들을 냉각시키기 위하여 상기 하우징의 내부 공간에서 공기를 유동시켜서 상기 하우징 내의 공기를 외부로 배출하는 냉각 팬을 포함하는,
가스 처리용 공랭식 유도결합 플라즈마 발생 장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220108790A KR20240030141A (ko) | 2022-08-30 | 2022-08-30 | 가스 처리용 공랭식 유도결합 플라즈마 발생 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220108790A KR20240030141A (ko) | 2022-08-30 | 2022-08-30 | 가스 처리용 공랭식 유도결합 플라즈마 발생 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240030141A true KR20240030141A (ko) | 2024-03-07 |
Family
ID=90271987
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220108790A KR20240030141A (ko) | 2022-08-30 | 2022-08-30 | 가스 처리용 공랭식 유도결합 플라즈마 발생 장치 |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20240030141A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118280808A (zh) * | 2024-03-29 | 2024-07-02 | 东莞市晟鼎精密仪器有限公司 | 一种远程等离子加工设备 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190019651A (ko) | 2017-08-18 | 2019-02-27 | (주) 엔피홀딩스 | 배기가스 처리를 위한 플라즈마 챔버 |
-
2022
- 2022-08-30 KR KR1020220108790A patent/KR20240030141A/ko unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190019651A (ko) | 2017-08-18 | 2019-02-27 | (주) 엔피홀딩스 | 배기가스 처리를 위한 플라즈마 챔버 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118280808A (zh) * | 2024-03-29 | 2024-07-02 | 东莞市晟鼎精密仪器有限公司 | 一种远程等离子加工设备 |
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