WO2025239587A1 - 플라즈마 디바이스 - Google Patents

플라즈마 디바이스

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Publication number
WO2025239587A1
WO2025239587A1 PCT/KR2025/005759 KR2025005759W WO2025239587A1 WO 2025239587 A1 WO2025239587 A1 WO 2025239587A1 KR 2025005759 W KR2025005759 W KR 2025005759W WO 2025239587 A1 WO2025239587 A1 WO 2025239587A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
magnet
housing
plasma device
middle magnet
anode
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
PCT/KR2025/005759
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
정경재
이민근
박준범
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SNU R&DB Foundation
Original Assignee
Seoul National University R&DB Foundation
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Filing date
Publication date
Application filed by Seoul National University R&DB Foundation filed Critical Seoul National University R&DB Foundation
Publication of WO2025239587A1 publication Critical patent/WO2025239587A1/ko
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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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

Definitions

  • the present invention relates to a plasma device.
  • the distribution of magnetic flux can affect plasma generation. For example, when a cathode is positioned at both ends and an anode is positioned between them, it is necessary to prevent the magnetic flux generated internally from connecting to the anode, thereby inhibiting electron movement.
  • Patent Document 1 US 10,361,065 B1
  • the present invention aims to solve the above-mentioned problems and other problems.
  • Another object of the present invention is to provide a plasma device in which a portion of the magnetic flux formed inside passes through a hollow portion formed in the anode portion without meeting the anode portion.
  • a plasma device comprising: a housing extending upward from a bottom to an upper end and forming a hollow portion therein; a first cathode portion including a first body connected to the upper end of the housing and a hole formed in the first body and communicating with the hollow portion of the housing; a second cathode portion including a second body connected to the lower end of the housing; an anode portion located in the hollow portion of the housing and located between the first cathode portion and the second cathode portion; and a magnetic field generating portion forming a magnetic flux in the hollow portion of the housing.
  • a portion of the magnetic flux formed in the hollow portion of the housing may pass through the interior of the anode portion but may not meet the anode portion.
  • the electric potential of the above positive electrode portion may be higher than the electric potential of the first negative electrode portion and the electric potential of the second negative electrode portion.
  • the above magnetic field generating unit may include a middle magnet adjacent to the anode unit.
  • the inner surface of the middle magnet may face the anode, and the outer surface of the middle magnet may face the housing.
  • the above middle magnet is located on the outside of the housing, and the inner surface of the above middle magnet can face the housing.
  • the magnetic field generating unit may further include at least one of a first magnet adjacent to the first cathode portion and a second magnet adjacent to the second cathode portion.
  • the first magnet may be positioned above the middle magnet, and the second magnet may be positioned below the middle magnet.
  • the first magnet, the second magnet, and the middle magnet may be located outside the housing.
  • the first magnet may extend upward from the top of the middle magnet, and the second magnet may extend downward from the bottom of the middle magnet.
  • the first magnet, the second magnet, and the middle magnet are positioned inside the housing, and the lower surface of the first magnet may face the upper surface of the middle magnet, and the upper surface of the second magnet may face the lower surface of the middle magnet.
  • the first cathode portion may further include a first neck protruding downward from the first body, and the first body may form a first shoulder surface that forms a step with the first neck and faces the middle magnet.
  • the above first magnet may be positioned on the first shoulder surface and may face the middle magnet.
  • the second cathode portion may further include a second neck protruding upward from the second body, and the second body may form a second shoulder surface that forms a step with the second neck and faces the middle magnet.
  • the second magnet may be positioned on the second shoulder surface and face the middle magnet.
  • the first magnet may be positioned above the middle magnet, and the second magnet may be positioned below the middle magnet.
  • the lower surface of the first magnet may face the upper surface of the middle magnet, and the upper surface of the second magnet may face the lower surface of the second body.
  • the first cathode portion further includes a first neck protruding downward from the first body, and the first magnet forms a ring shape and surrounds the first neck, but can face the middle magnet.
  • a plasma device in which a portion of the magnetic flux formed inside passes through a hollow portion formed in the anode portion without meeting the anode portion.
  • Fig. 1 (a) is a plan view showing a plasma device
  • Fig. 1 (b) is a front view of the plasma device.
  • Fig. 2 is a cross-sectional view of the plasma device shown in (a) of Fig. 1 taken along line A1-A2.
  • Fig. 3 is a cross-sectional view of the plasma device shown in (b) of Fig. 1 taken along line B1-B2.
  • Figure 4 is a drawing showing a magnetic field generating unit according to one embodiment of the present invention.
  • Fig. 5 is a cross-sectional perspective view of a portion of the middle magnet illustrated in Fig. 4.
  • Figure 6 is a drawing showing a middle magnet arranged on the outside of the housing illustrated in Figure 2.
  • Fig. 7 is a drawing showing a middle magnet arranged inside the housing illustrated in Fig. 2.
  • Figure 8 is a cross-sectional perspective view of the first cathode portion.
  • Figure 9 is a cross-sectional perspective view of the second cathode portion.
  • Figure 10 is a drawing showing a sub-magnet.
  • FIG. 11 is a drawing showing the first cathode portion illustrated in FIG. 8, the second cathode portion illustrated in FIG. 9, the sub magnet illustrated in FIG. 10, and the middle magnet illustrated in FIG. 5 positioned in the housing illustrated in FIG. 2.
  • Fig. 12 is a drawing showing a magnetic field generating unit arranged on the outside of the housing illustrated in Fig. 2.
  • a film, region, component, etc. when it is said that a film, region, component, etc. are connected, it includes not only cases where the films, regions, and components are directly connected, but also cases where other films, regions, and components are interposed between the films, regions, and components and thus indirectly connected.
  • a film, region, component, etc. when it is said in this specification that a film, region, component, etc. are electrically connected, it includes not only cases where the films, regions, and components are directly electrically connected, but also cases where other films, regions, and components are interposed between them and thus indirectly electrically connected.
  • Fig. 1 (a) is a plan view showing a plasma device
  • Fig. 1 (b) is a front view of the plasma device
  • Fig. 2 is a cross-sectional view of the plasma device shown in Fig. 1 (a) taken along line A1-A2.
  • Fig. 3 is a cross-sectional view of the plasma device shown in Fig. 1 (b) taken along line B1-B2.
  • the plasma device (10) may include a housing (100).
  • the housing (100) may form a hollow portion therein.
  • the housing (100) may extend from a first end and connect to a second end.
  • the housing (100) may form a pipe shape.
  • first end of the housing (100) may be the upper edge of the housing (100).
  • second end of the housing (100) may be the lower edge of the housing (100).
  • the hollow portion formed in the housing (100) may be open at the first end and the second end.
  • the plasma device (10) may include an anode (200).
  • the anode (200) may be located inside the housing (100).
  • the anode (200) may face the inner surface of the housing (100).
  • the anode (200) may form a pipe shape.
  • the anode (200) may form a hollow portion.
  • the hollow portion formed in the anode (200) may be located in the hollow portion formed in the housing (100).
  • the plasma device (10) may include a first cathode portion (300).
  • the first cathode portion (300) may include a first body (310).
  • the first body (310) may be located inside the housing (100).
  • the first body (310) may be connected or coupled to a first end of the housing (100).
  • the first body (310) may form an inner surface and an outer surface.
  • the inner surface of the first body (310) may face the anode portion (200).
  • the outer surface of the first body (310) may be located on the opposite side of the inner surface of the first body (310).
  • the first cathode portion (300) may include an extraction hole (330).
  • the extraction hole (330) may be a hole formed in the first body (310).
  • the extraction hole (330) may be connected to the outer surface and the inner surface of the first body (310). Through the extraction hole (330), the hollow portion formed in the housing (100) may be communicated with the outside. Ions formed inside the housing (100) may be extracted to the outside through the extraction hole (330).
  • the plasma device (10) may include a second cathode portion (400).
  • the second cathode portion (400) may include a second body (410).
  • the second body (410) may be located inside the housing (100).
  • the second body (410) may be connected or coupled to a second end of the housing (100).
  • the second body (410) can form an inner surface and an outer surface.
  • the inner surface of the second body (410) can face the anode portion (200).
  • the inner surface of the second body (410) and the inner surface of the first body (310) can face each other.
  • the second cathode portion (400) may include an inlet hole (430).
  • the inlet hole (430) may be a hole formed in the second body (410).
  • the inlet hole (430) may be connected to the inner and outer surfaces of the second body (410). Through the inlet hole (430), gas may be injected into the interior of the housing (100).
  • the electric potential of the anode part (200) may be higher than the electric potential of the first cathode part (300). An electric field may be formed from the anode part (200) toward the first cathode part (300). The electric potential of the anode part (200) may be higher than the electric potential of the second cathode part (400). An electric field may be formed from the anode part (200) toward the second cathode part (400).
  • Fig. 4 is a drawing showing a magnetic field generating unit according to one embodiment of the present invention.
  • Fig. 5 is a cross-sectional perspective view of a portion of the middle magnet illustrated in Fig. 4.
  • the plasma device (10, see FIG. 1) may include a magnetic field generating unit (500).
  • the magnetic field generating unit (500) may include a permanent magnet or an electromagnet.
  • the magnetic field generating unit (500) may include a middle magnet (530).
  • the middle magnet (530) may form two ends.
  • the first middle magnet end (533) may be one end of the middle magnet (530).
  • the second middle magnet end (534) may be the other end of the middle magnet (530).
  • the middle magnet (530) may form a pipe shape.
  • the middle magnet (530) may include a middle magnet inner surface (531).
  • the middle magnet inner surface (531) may face a hollow portion formed in the middle magnet (530).
  • the middle magnet inner surface (531) may extend from the first middle magnet end (533) and connect to the second middle magnet end (534).
  • the middle magnet (530) may include a middle magnet outer surface (532).
  • the middle magnet outer surface (532) may form the outer appearance of the middle magnet (530).
  • the middle magnet outer surface (532) may extend from the first middle magnet end (533) and connect to the second middle magnet end (534).
  • the middle magnet (530) can form a magnetic flux.
  • the polarity of the first middle magnet end (533) can be different from the polarity of the second middle magnet end (534).
  • the polarity of the first middle magnet end (533) may be a N pole
  • the polarity of the second middle magnet end (534) may be a S pole
  • the polarity of the first middle magnet end (533) may be a S pole
  • the polarity of the second middle magnet end (534) may be a N pole.
  • a magnetic flux may be formed in the hollow portion of the middle magnet (530).
  • the direction of the magnetic flux formed in the hollow portion of the middle magnet (530) may be the longitudinal direction of the middle magnet (530).
  • the direction of the magnetic flux formed in the hollow portion of the middle magnet (530) may be parallel to the direction from the first middle magnet end (533) to the second middle magnet end (534).
  • the longitudinal direction of the middle magnet (530) may be the same as the longitudinal direction of the housing (100, see FIG. 1).
  • the longitudinal direction of the middle magnet (530) may be parallel to the direction from the first middle magnet end (533) to the second middle magnet end (534).
  • Figure 6 is a drawing showing a middle magnet arranged on the outside of the housing illustrated in Figure 2.
  • the middle magnet (530) may be placed on the outer surface of the housing (100).
  • the middle magnet inner surface (531) of the middle magnet (530) may face the outer surface of the housing (100).
  • Fig. 7 is a drawing showing a middle magnet arranged inside the housing illustrated in Fig. 2.
  • the middle magnet (530) can be accommodated in the housing (100).
  • the outer surface (532) of the middle magnet can face the inner surface of the housing (100).
  • the middle magnet (530) may be adjacent to the anode (200).
  • the inner surface (531) of the middle magnet may face the outer surface of the anode (200).
  • the middle magnet (530) may be located between the housing (100) and the anode (200).
  • the middle magnet (530) and the anode (200) can be electrically separated.
  • an insulator (not shown) can be placed between the middle magnet (530) and the anode (200).
  • the middle magnet (530) and the housing (100) can be electrically separated.
  • an insulator (not shown) can be placed between the middle magnet (530) and the housing (100).
  • the middle magnet (530) can form a magnetic flux inside the housing (100).
  • the direction of the magnetic flux formed inside the housing (100) by the middle magnet (530) can be the longitudinal direction of the housing (100).
  • the magnetic flux located in the hollow portion of the anode (200) may not meet the anode (200).
  • plasma can be effectively formed inside the housing (100).
  • Figure 8 is a cross-sectional perspective view of the first cathode portion.
  • the first cathode portion (300) may include a first body (310).
  • the first body (310) may form a drawing surface (311).
  • the drawing surface (311) may face the exterior of the plasma device (10, see FIG. 1).
  • the drawing surface (311) may, for example, form a shape of at least a portion of a cone.
  • the first body (310) can be coupled or connected to a housing (100, see FIG. 2).
  • the outer surface of the first body (310) can be coupled or connected to a housing (100, see FIG. 2).
  • the first body (310) can form a first shoulder surface (312).
  • the first shoulder surface (312) can be located opposite the withdrawal surface (311).
  • the first shoulder surface (312) can face the second cathode portion (400, see FIG. 2).
  • first shoulder face (312) may face the anode portion (200, see FIG. 2).
  • first shoulder face (312) may face the upper face of the anode portion (200, see FIG. 2).
  • the first cathode portion (300) may include a first neck (320).
  • the first neck (320) may protrude from the first body (310).
  • the first neck (320) may protrude from the first body (310) toward the second cathode portion (400, see FIG. 2).
  • the first neck (320) may extend from the first shoulder surface (312).
  • the first neck (320) may form a step with the first shoulder surface (312).
  • the inner periphery of the first shoulder surface (312) may be connected to the first neck (320), and the outer periphery of the first shoulder surface (312) may be connected to the housing (100, see FIG. 2).
  • the first cathode portion (300) may include a withdrawal hole (330).
  • the withdrawal hole (330) may be a hole formed in the first body (310) and the first neck (320).
  • the withdrawal hole (330) may be connected to a lower face of the first neck (320).
  • the lower face of the first neck (320) may face the second cathode portion (400, see FIG. 2).
  • the extraction hole (330) may be connected to or communicated with a hollow portion formed in the housing (100).
  • the extraction hole (330) may be connected to the extraction surface (311). Ions formed in the housing (100, see FIG. 2) may be extracted to the outside through the extraction hole (330).
  • Figure 9 is a cross-sectional perspective view of the second cathode portion.
  • the second cathode portion (400) may include a second body (410).
  • the second body (410) may be coupled or connected to a housing (100, see FIG. 2).
  • an outer surface of the second body (410) may be coupled or connected to a housing (100, see FIG. 2).
  • the second body (410) can form a second shoulder surface (412).
  • the second shoulder surface (412) can face the first cathode portion (300, see FIG. 2).
  • the first shoulder surface (412) can face the anode portion (200, see FIG. 2).
  • the second shoulder surface (412) can face the lower face of the anode portion (200, see FIG. 2).
  • the second cathode portion (400) may include a second neck (420).
  • the second neck (420) may protrude from the second body (410).
  • the second neck (420) may protrude from the second body (410) toward the first cathode portion (300, see FIG. 2).
  • the second neck (420) may extend from the second shoulder surface (412).
  • the second neck (420) may form a step with the second shoulder surface (412).
  • the inner periphery of the second shoulder surface (412) may be connected to the second neck (420), and the outer periphery of the second shoulder surface (412) may be connected to the housing (100, see FIG. 2).
  • the second cathode portion (400) may include an inlet hole (430).
  • the inlet hole (430) may be a hole formed in the second body (410) and the second neck (420).
  • the inlet hole (430) may be connected to an upper face of the second neck (420).
  • the upper face of the second neck (420) may face the first cathode portion (300, see FIG. 2).
  • the inlet hole (430) may be connected to or communicated with a hollow portion formed in the housing (100). For example, gas may be injected into the interior of the housing (100) through the inlet hole (430). The gas injected into the interior of the housing (100) may be converted into a plasma state.
  • Figure 10 is a drawing showing a sub-magnet.
  • the magnetic field generating unit (500, see FIG. 4) may include sub-magnets (510, 520).
  • the sub-magnets (510, 520) may be provided in multiple numbers.
  • the magnetic field generating unit (500, see FIG. 4) may include a first magnet (510) and a second magnet (520).
  • the sub-magnets (510, 520) may include or mean at least one of the first magnet (510) and the second magnet (520).
  • the sub-magnets (510, 520) can be connected or coupled to the cathode portion (300, 400, see FIGS. 8 and 9).
  • the cathode portion (300, 400, see FIGS. 8 and 9) can include or mean at least one of the first cathode portion (300, see FIG. 8) and the second cathode portion (400, see FIG. 9).
  • the sub-magnets (510, 520) can form a ring shape overall.
  • the shape of the sub-magnets (510, 520) can correspond to the shape of the cathode portion (300, 400, see FIGS. 8 and 9), for example.
  • the first magnet (510) may be coupled or connected to the first cathode portion (300, see FIG. 8).
  • the first magnet (510) may be positioned on the first shoulder surface (312, see FIG. 8).
  • the first magnet (510) may form a shape that surrounds the first neck (320, see FIG. 8).
  • the second magnet (520) may be coupled or connected to the second cathode portion (400, see FIG. 9).
  • the second magnet (520) may be positioned on the second shoulder surface (412, see FIG. 9).
  • the second magnet (520) may form a shape that surrounds the second neck (420, see FIG. 9).
  • FIG. 11 is a drawing showing the first cathode portion illustrated in FIG. 8, the second cathode portion illustrated in FIG. 9, the sub magnet illustrated in FIG. 10, and the middle magnet illustrated in FIG. 5 positioned in the housing illustrated in FIG. 2.
  • the magnetic field generating unit (500) may include sub-magnets (510, 520) and a middle magnet (530).
  • the middle magnet (530) may be located between the first magnet (510) and the second magnet (520).
  • the sub-magnets (510, 520) can form a magnetic flux.
  • the direction of the magnetic flux formed by the sub-magnets (510, 520) may be in the longitudinal direction of the housing (100).
  • the polarities of the upper portion and the lower portion of the first magnet (510) may be different from each other.
  • the polarities of the upper portion and the lower portion of the second magnet (520) may be different from each other.
  • the polarity of the lower portion of the first magnet (510) may be different from the polarity of the upper portion of the middle magnet (530).
  • the polarity of the lower portion of the middle magnet (530) may be different from the polarity of the upper portion of the middle magnet (530).
  • the polarity of the upper portion of the second magnet (520) may be different from the polarity of the lower portion of the middle magnet (530).
  • the magnetic flux formed by the sub magnets (510, 520) can be connected to the magnetic flux formed by the middle magnet (530).
  • the direction of the magnetic flux formed inside the housing (100) by the magnetic field generating unit (500) can be in the longitudinal direction of the housing (100).
  • the magnetic flux located in the hollow portion of the housing (100) may not meet the anode portion (200).
  • plasma can be effectively formed inside the housing (100).
  • Gas can be injected into the interior of the housing (100) through the injection hole (430).
  • the gas can be injected into the interior of the housing (100) through an injection hole (not shown) formed in the housing (100).
  • the injection hole (not shown) can be located, for example, between the second cathode portion (400) and the middle magnet (530). In this case, the injection hole (430) may not be formed in the second cathode portion (400).
  • the second magnet (520) may be adjacent to or coupled to the second cathode portion (400).
  • the second magnet (520) may be located on the second shoulder surface (412).
  • the second magnet (520) may form a pillar shape.
  • the second magnet (520) may be adjacent to or coupled to the lower surface of the second body (410).
  • the upper surface of the second magnet (520) may face the lower surface of the second body (410).
  • the polarity of the upper portion of the second magnet (520) may be different from the polarity of the lower portion of the middle magnet (530).
  • the polarity of the lower portion of the second magnet (520) may be different from the polarity of the upper portion of the second magnet (520).
  • Fig. 12 is a drawing showing a magnetic field generating unit arranged on the outside of the housing illustrated in Fig. 2.
  • the magnetic field generating unit (500) may be arranged on the outer surface of the housing (100).
  • the inner surface of the magnetic field generating unit (500) may face the outer surface of the housing (100).
  • the inner surface (531) of the middle magnet may face the outer surface of the housing (100).
  • the inner surface (531) of the middle magnet may face the positive electrode (200).
  • the sub magnets (510, 520) may be connected to the middle magnet (530).
  • the sub magnets (510, 520) may be formed integrally with the middle magnet (530).
  • the sub magnets (510, 520) may extend from the middle magnet (530).
  • the first magnet (510) may extend upward from the upper edge of the middle magnet (530).
  • the second magnet (520) may extend downward from the lower edge of the middle magnet (530).
  • the plasma device (10) can be easily manufactured.
  • a portion of the magnetic flux formed by the magnetic field generating unit (500) may pass through the hollow portion formed in the anode unit (200) without encountering the anode unit (200).
  • the cathode portion (300, 400) may include or mean at least one of the first cathode portion (300) and the second cathode portion (400).
  • a portion of the magnetic flux formed by the magnetic field generating portion (500) may pass through the hollow portion formed in the anode portion (200) and meet the cathode portion (300, 400) without meeting the anode portion (200).
  • plasma may be effectively formed inside the housing (100).

Landscapes

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

Abstract

플라즈마 디바이스가 개시된다. 본 발명의 플라즈마 디바이스는, 플라즈마가 형성되는하우징의 내부를 통과하되 적어도 일부가 양극부와 만나지 않는 자속을 형성하는 자기장발생부를 포함할 수 있다. 플라즈마 디바이스는, 하단에서 위로 연장되어 상단에 이어지고, 내부에 중공부를 형성하는, 하우징; 하우징의 상단에 연결되는 제1 바디 및 상기 제1 바디에 형성된 홀(hole)로서 하우징의 중공부에 연통되는 인출 홀을 포함하는, 제1 음극부; 하우징의 하단에 연결되는 제2 바디를 포함하는 제2 음극부; 하우징의 중공부에 위치하고, 제1 음극부와 상기 제2 음극부의 사이에 위치하는, 양극부; 그리고 하우징의 중공부에 자속을 형성하는 자기장 발생부를 포함할 수 있다.

Description

플라즈마 디바이스
본 발명은 플라즈마 디바이스에 관한 것이다.
플라즈마를 생성하는 플라즈마 디바이스에 있어서, 자속의 분포는 플라즈마 생성에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 양 단에 음극부가 위치하고 그 사이에 양극부가 위치하는 경우, 내부에 형성된 자속이 양극부에 연결되지 않도록 하여 전자의 이동을 억제할 필요가 있다.
(특허문헌 1) US 10,361,065 B1
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 내부에 형성된 자속의 일부가 양극부에 형성된 중공부를 통과하면서 양극부와 만나지 않는 플라즈마 디바이스를 제공하는 것을 다른(another) 목적으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 하단에서 위로 연장되어 상단에 이어지고, 내부에 중공부를 형성하는, 하우징; 상기 하우징의 상기 상단에 연결되는 제1 바디 및 상기 제1 바디에 형성된 홀(hole)로서 상기 하우징의 상기 중공부에 연통되는 인출 홀을 포함하는, 제1 음극부; 상기 하우징의 상기 하단에 연결되는 제2 바디를 포함하는 제2 음극부; 상기 하우징의 상기 중공부에 위치하고, 상기 제1 음극부와 상기 제2 음극부의 사이에 위치하는, 양극부; 그리고 상기 하우징의 상기 중공부에 자속을 형성하는 자기장 발생부를 포함하는, 플라즈마 디바이스가 제공될 수 있다.
상기 하우징의 상기 중공부에 형성되는 상기 자속의 일부는, 상기 양극부의 내부를 통과하되 상기 양극부와 만나지 않을 수 있다.
상기 양극부의 전위(electric potential)는, 상기 제1 음극부의 전위 및 상기 제2 음극부의 전위 보다 높을 수 있다.
상기 자기장 발생부는, 상기 양극부에 인접한 미들 마그넷을 포함할 수 있다.
상기 미들 마그넷의 내측면은 상기 양극부를 마주하고, 상기 미들 마그넷의 외측면은 상기 하우징을 마주할 수 있다.
상기 미들 마그넷은 상기 하우징의 외부에 위치하며, 상기 미들 마그넷의 내측면은 상기 하우징을 마주할 수 있다.
상기 자기장 발생부는, 상기 제1 음극부에 인접한 제1 마그넷 및 상기 제2 음극부에 인접한 제2 마그넷 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 마그넷은 상기 미들 마그넷의 위에 위치하고, 상기 제2 마그넷은 상기 미들 마그넷의 아래에 위치할 수 있다.
상기 제1 마그넷, 상기 제2 마그넷, 그리고 상기 미들 마그넷은, 상기 하우징의 외부에 위치할 수 있다.
상기 제1 마그넷은 상기 미들 마그넷의 상단에서 위로 연장되고, 상기 제2 마그넷은 상기 미들 마그넷의 하단에서 아래로 연장될 수 있다.
상기 제1 마그넷, 상기 제2 마그넷, 그리고 상기 미들 마그넷은, 상기 하우징의 내부에 위치하고, 상기 제1 마그넷의 하면은 상기 미들 마그넷의 상면을 마주하며, 상기 제2 마그넷의 상면은 상기 미들 마그넷의 하면을 마주할 수 있다.
상기 제1 음극부는, 상기 제1 바디에서 아래로 돌출된 제1 넥을 더 포함하고, 상기 제1 바디는, 상기 제1 넥과 단차를 형성하며 상기 미들 마그넷을 마주하는 제1 숄더 면을 형성할 수 있다.
상기 제1 마그넷은, 상기 제1 숄더 면에 위치하고 상기 미들 마그넷을 마주할 수 있다.
상기 제2 음극부는, 상기 제2 바디에서 위로 돌출된 제2 넥을 더 포함하고, 상기 제2 바디는, 상기 제2 넥과 단차를 형성하며 상기 미들 마그넷을 마주하는 제2 숄더 면을 형성할 수 있다.
상기 제2 마그넷은, 상기 제2 숄더 면에 위치하고 상기 미들 마그넷을 마주할 수 있다.
상기 제1 마그넷은 상기 미들 마그넷의 위에 위치하고, 상기 제2 마그넷은 상기 미들 마그넷의 아래에 위치할 수 있다.
상기 제1 마그넷의 하면은 상기 미들 마그넷의 상면을 마주하며, 상기 제2 마그넷의 상면은 상기 제2 바디의 하면을 마주할 수 있다.
상기 제1 음극부는, 상기 제1 바디에서 아래로 돌출된 제1 넥을 더 포함하고, 상기 제1 마그넷은, 링(ring)의 형상을 형성하며 상기 제1 넥을 감싸되 상기 미들 마그넷을 마주할 수 있다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 내부에 형성된 자속의 일부가 양극부에 형성된 중공부를 통과하면서 양극부와 만나지 않는 플라즈마 디바이스가 제공될 수 있다.
도 1의 (a)는 플라즈마 디바이스를 나타낸 평면도이고, 도 1의 (b)는 플라즈마 디바이스의 정면도이다.
도 2는, 도 1의 (a)에 도시된 플라즈마 디바이스를 A1-A2를 따라 자른 단면도이다.
도 3은, 도 1의 (b)에 도시된 플라즈마 디바이스를 B1-B2를 따라 자른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시에 따른 자기장 발생부를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 미들 마그넷의 일부를 자른 단면 사시도이다.
도 6은 도 2에 도시된 하우징의 외측에 미들 마그넷이 배치된 모습을 나타낸 도면이다.
도 7은 도 2에 도시된 하우징의 내측에 미들 마그넷이 배치된 모습을 나타낸 도면이다.
도 8은 제1 음극부의 단면 사시도이다.
도 9는 제2 음극부의 단면 사시도이다.
도 10은 서브 마그넷을 나타낸 도면이다.
도 11은 도 8에 도시된 제1 음극부, 도9에 도시된 제2 음극부, 도 10에 도시된 서브 마그넷, 그리고 도 5에 도시된 미들 마그넷이, 도 2에 도시된 하우징에 위치한 모습을 나타낸 도면이다.
도 12는 도 2에 도시된 하우징의 외측에 자기장 발생부가 배치된 모습을 나타낸 도면이다.
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.
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.
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.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
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.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등이 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소들이 직접적으로 연결된 경우뿐만 아니라 막, 영역, 구성요소들 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다. 예컨대, 본 명세서에서 막, 영역, 구성 요소 등이 전기적으로 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소 등이 직접 전기적으로 연결된 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 간접적으로 전기적 연결된 경우도 포함한다.
도 1의 (a)는 플라즈마 디바이스를 나타낸 평면도이고, 도 1의 (b)는 플라즈마 디바이스의 정면도이다. 도 2는, 도 1의 (a)에 도시된 플라즈마 디바이스를 A1-A2를 따라 자른 단면도이다. 도 3은, 도 1의 (b)에 도시된 플라즈마 디바이스를 B1-B2를 따라 자른 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 플라즈마 디바이스(10)는, 하우징(100)을 포함할 수 있다. 하우징(100)은 내부에 중공부(hollow portion)를 형성할 수 있다. 하우징(100)은, 제1 단에서 연장되어 제2 단에 이어질 수 있다. 예를 들어, 하우징(100)은, 파이프(pipe)의 형상을 형성할 수 있다.
예를 들어, 하우징(100)의 제1 단은, 하우징(100)의 상단(upper edge)일 수 있다. 예를 들어, 하우징(100)의 제2 단은, 하우징(100)의 하단(lower edge)일 수 있다. 하우징(100)에 형성된 중공부는, 제1 단 및 제2 단에서 개방될 수 있다.
플라즈마 디바이스(10)는, 양극부(200)를 포함할 수 있다. 양극부(200)는, 하우징(100)의 내부에 위치할 수 있다. 예를 들어, 양극부(200)는, 하우징(100)의 내측면을 마주할 수 있다. 양극부(200)는, 파이프의 형상을 형성할 수 있다. 예를 들어, 양극부(200)는 중공부를 형성할 수 있다. 양극부(200)에 형성된 중공부는, 하우징(100)에 형성된 중공부에 위치할 수 있다.
플라즈마 디바이스(10)는, 제1 음극부(300)를 포함할 수 있다. 제1 음극부(300)는, 제1 바디(310)를 포함할 수 있다. 제1 바디(310)는, 하우징(100)의 내부에 위치할 수 있다. 예를 들어, 제1 바디(310)는, 하우징(100)의 제1 단에 연결되거나 결합될 수 있다.
제1 바디(310)는, 내측면 및 외측면을 형성할 수 있다. 제1 바디(310)의 내측면은, 양극부(200)를 마주할 수 있다. 제1 바디(310)의 외측면은, 제1 바디(310)의 내측면의 반대편에 위치할 수 있다.
제1 음극부(300)는, 인출 홀(330)을 포함할 수 있다. 인출 홀(330)은, 제1 바디(310)에 형성된 홀(hole)일 수 있다. 인출 홀(330)은, 제1 바디(310)의 외측면 및 내측면에 연결될 수 있다. 인출 홀(330)을 통해서, 하우징(100)에 형성된 중공부는 외부와 연통될 수 있다. 하우징(100)의 내부에 형성된 이온은, 인출 홀(330)의 통해서 외부로 인출될 수 있다.
플라즈마 디바이스(10)는, 제2 음극부(400)를 포함할 수 있다. 제2 음극부(400)는, 제2 바디(410)를 포함할 수 있다. 제2 바디(410)는 하우징(100)의 내부에 위치할 수 있다. 예를 들어, 제2 바디(410)는 하우징(100)의 제2 단에 연결되거나 결합될 수 있다.
제2 바디(410)는, 내측면 및 외측면을 형성할 수 있다. 제2 바디(410)의 내측면은, 양극부(200)를 마주할 수 있다. 제2 바디(410)의 내측면 및 제1 바디(310)의 내측면은, 서로 마주할 수 있다.
제2 음극부(400)는, 인입 홀(430)을 포함할 수 있다. 인입 홀(430)은, 제2 바디(410)에 형성된 홀(hole)일 수 있다. 인입 홀(430)은, 제2 바디(410)의 내측면 및 외측면에 연결될 수 있다. 인입 홀(430)을 통해, 가스(gas)가 하우징(100)의 내부로 주입될 수 있다.
양극부(200)의 전위(electric potential)는, 제1 음극부(300)의 전위 보다 높을 수 있다. 양극부(200)에서 제1 음극부(300)를 향하는 전기장이 형성될 수 있다. 양극부(200)의 전위는, 제2 음극부(400)의 전위 보다 높을 수 있다. 양극부(200)에서 제2 음극부(400)를 향하는 전기장이 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시에 따른 자기장 발생부를 나타낸 도면이다. 도 5는 도 4에 도시된 미들 마그넷의 일부를 자른 단면 사시도이다.
도 4를 참조하면, 플라즈마 디바이스(10, 도 1 참조)는, 자기장 발생부(500)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 자기장 발생부(500)는, 영구 자석 또는 전자석을 포함할 수 있다.
자기장 발생부(500)는, 미들 마그넷(530)을 포함할 수 있다. 미들 마그넷(530)은, 양 단을 형성할 수 있다. 예를 들어, 제1 미들 마그넷 단부(533)는, 미들 마그넷(530)의 일 단일 수 있다. 예를 들어, 제2 미들 마그넷 단부(534)는, 미들 마그넷(530)의 타 단일 수 있다.
미들 마그넷(530)은, 파이프(pipe)의 형상을 형성할 수 있다. 예를 들어, 미들 마그넷(530)은, 미들 마그넷 내측면(531)을 포함할 수 있다. 미들 마그넷 내측면(531)은, 미들 마그넷(530)에 형성된 중공부를 마주할 수 있다. 미들 마그넷 내측면(531)은, 제1 미들 마그넷 단부(533)에서 연장되어 제2 미들 마그넷 단부(534)에 이어질 수 있다.
예를 들어, 미들 마그넷(530)은, 미들 마그넷 외측면(532)을 포함할 수 있다. 미들 마그넷 외측면(532)은, 미들 마그넷(530)의 외관을 형성할 수 있다. 미들 마그넷 외측면(532)은, 제1 미들 마그넷 단부(533)에서 연장되어 제2 미들 마그넷 단부(534)에 이어질 수 있다.
미들 마그넷(530)은, 자속(magnetic flux)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 제1 미들 마그넷 단부(533)의 극성은, 제2 미들 마그넷 단부(534)의 극성과 다를 수 있다.
예를 들어, 제1 미들 마그넷 단부(533)의 극성은 N극이고, 제2 미들 마그넷 단부(534)의 극성은 S극일 수 있다. 예를 들어, 제1 미들 마그넷 단부(533)의 극성은 S극이고, 제2 미들 마그넷 단부(534)의 극성은 N극일 수 있다.
예를 들어, 미들 마그넷(530)의 중공부에 자속이 형성될 수 있다. 예를 들어, 미들 마그넷(530)의 중공부에 형성된 자속의 방향은, 미들 마그넷(530)의 종방향일 수 있다.
예를 들어, 미들 마그넷(530)의 중공부에 형성된 자속의 방향은, 제1 미들 마그넷 단부(533)에서 제2 미들 마그넷 단부(534)를 향하는 방향과 나란할 수 있다.
미들 마그넷(530)의 종방향은, 하우징(100, 도 1 참조)의 종방향과 동일할 수 있다. 예를 들어, 미들 마그넷(530)의 종방향은, 제1 미들 마그넷 단부(533)에서 제2 미들 마그넷 단부(534)를 향하는 방향과 나란할 수 있다.
도 6은 도 2에 도시된 하우징의 외측에 미들 마그넷이 배치된 모습을 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 미들 마그넷(530)은, 하우징(100)의 외측면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 미들 마그넷(530)의 미들 마그넷 내측면(531)은, 하우징(100)의 외측면을 마주할 수 있다.
도 7은 도 2에 도시된 하우징의 내측에 미들 마그넷이 배치된 모습을 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 7을 참조하면, 미들 마그넷(530)은, 하우징(100)에 수용될 수 있다. 예를 들어, 미들 마그넷 외측면(532)은 하우징(100)의 내측면을 마주할 수 있다.
미들 마그넷(530)은, 양극부(200)에 인접할 수 있다. 예를 들어, 미들 마그넷 내측면(531)은 양극부(200)의 외측면을 마주할 수 있다. 예를 들어, 미들 마그넷(530)은, 하우징(100)과 양극부(200)의 사이에 위치할 수 있다.
미들 마그넷(530)과 양극부(200)는 전기적으로 분리될 수 있다. 예를 들어, 미들 마그넷(530)과 양극부(200) 사이에 인슐레이터(insulator, 미도시)가 배치될 수 있다.
미들 마그넷(530)과 하우징(100)은 전기적으로 분리될 수 있다. 예를 들어, 미들 마그넷(530)과 하우징(100) 사이에 인슐레이터(insulator, 미도시)가 배치될 수 있다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 미들 마그넷(530)은, 하우징(100)의 내부에 자속을 형성할 수 있다. 예를 들어, 미들 마그넷(530)에 의해 하우징(100)의 내부에 형성되는 자속의 방향은, 하우징(100)의 종방향일 수 있다.
예를 들어, 양극부(200)의 중공부에 위치하는 자속은, 양극부(200)와 만나지 않을 수 있다. 이로써, 하우징(100)의 내부에서 플라즈마가 효과적으로 형성될 수 있다.
도 8은 제1 음극부의 단면 사시도이다.
도 8을 참조하면, 제1 음극부(300)는 제1 바디(310)를 포함할 수 있다. 제1 바디(310)는 인출 면(311)을 형성할 수 있다. 인출 면(311)은, 플라즈마 디바이스(10, 도 1 참조)의 외부를 마주할 수 있다. 인출 면(311)은, 예를 들어, 원뿔(cone)의 적어도 일부의 형상을 형성할 수 있다.
제1 바디(310)는, 하우징(100, 도 2 참조)에 결합되거나 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 바디(310)의 외주면은, 하우징(100, 도 2 참조)에 결합되거나 연결될 수 있다.
제1 바디(310)는, 제1 숄더 면(312)을 형성할 수 있다. 제1 숄더 면(312)은, 인출 면(311)과 반대편에 위치할 수 있다. 제1 숄더 면(312)은, 제2 음극부(400, 도 2 참조)를 마주할 수 있다.
예를 들어, 제1 숄더 면(312)은, 양극부(200, 도 2 참조)를 마주할 수 있다. 예를 들어, 제1 숄더 면(312)은, 양극부(200, 도 2 참조)의 상면(upper face)을 마주할 수 있다.
제1 음극부(300)는 제1 넥(320)을 포함할 수 있다. 제1 넥(320)은, 제1 바디(310)에서 돌출될 수 있다. 예를 들어, 제1 넥(320)은, 제1 바디(310)에서 제2 음극부(400, 도 2 참조)를 향하여 돌출될 수 있다.
예를 들어, 제1 넥(320)은, 제1 숄더 면(312)에서 연장될 수 있다. 예를 들어, 제1 넥(320)은, 제1 숄더 면(312)과 단차(step)를 형성할 수 있다. 예를 들어, 제1 숄더 면(312)의 내주는 제1 넥(320)에 연결되고, 제1 숄더 면(312)의 외주는 하우징(100, 도 2 참조)에 연결될 수 있다.
제1 음극부(300)는 인출 홀(330)을 포함할 수 있다. 인출 홀(330)은, 제1 바디(310) 및 제1 넥(320)에 형성된 홀(hole)일 수 있다. 인출 홀(330)은, 제1 넥(320)의 하면(lower face)에 연결될 수 있다. 제1 넥(320)의 하면은, 제2 음극부(400, 도 2 참조)를 마주할 수 있다.
인출 홀(330)은, 하우징(100)에 형성된 중공부에 연통되거나 연결될 수 있다. 인출 홀(330)은, 인출 면(311)에 연결될 수 있다. 하우징(100, 도 2 참조)에 형성된 이온은, 인출 홀(330)을 통해 외부로 인출될 수 있다.
도 9는 제2 음극부의 단면 사시도이다.
도 9를 참조하면, 제2 음극부(400)는 제2 바디(410)를 포함할 수 있다. 제2 바디(410)는, 하우징(100, 도 2 참조)에 결합되거나 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2 바디(410)의 외주면은, 하우징(100, 도 2 참조)에 결합되거나 연결될 수 있다.
제2 바디(410)는, 제2 숄더 면(412)을 형성할 수 있다. 제2 숄더 면(412)은, 제1 음극부(300, 도 2 참조)를 마주할 수 있다. 예를 들어, 제1 숄더 면(412)은, 양극부(200, 도 2 참조)를 마주할 수 있다. 예를 들어, 제2 숄더 면(412)은, 양극부(200, 도 2 참조)의 하면(lower face)을 마주할 수 있다.
제2 음극부(400)는 제2 넥(420)을 포함할 수 있다. 제2 넥(420)은, 제2 바디(410)에서 돌출될 수 있다. 예를 들어, 제2 넥(420)은, 제2 바디(410)에서 제1 음극부(300, 도 2 참조)를 향하여 돌출될 수 있다.
예를 들어, 제2 넥(420)은, 제2 숄더 면(412)에서 연장될 수 있다. 예를 들어, 제2 넥(420)은, 제2 숄더 면(412)과 단차를 형성할 수 있다. 예를 들어, 제2 숄더 면(412)의 내주는 제2 넥(420)에 연결되고, 제2 숄더 면(412)의 외주는 하우징(100, 도 2 참조)에 연결될 수 있다.
제2 음극부(400)는 인입 홀(430)을 포함할 수 있다. 인입 홀(430)은, 제2 바디(410) 및 제2 넥(420)에 형성된 홀일 수 있다. 인입 홀(430)은, 제2 넥(420)의 상면(upper face)에 연결될 수 있다. 제2 넥(420)의 상면은, 제1 음극부(300, 도 2 참조)를 마주할 수 있다.
인입 홀(430)은, 하우징(100)에 형성된 중공부에 연통되거나 연결될 수 있다. 예를 들어, 가스(gas)는, 인입 홀(430)을 통해, 하우징(100)의 내부로 주입될 수 있다. 하우징(100)의 내부에 주입된 가스는, 플라즈마 상태로 변환될 수 있다.
도 10은 서브 마그넷을 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 자기장 발생부(500, 도 4 참조)는, 서브 마그넷(510, 520)을 포함할 수 있다. 서브 마그넷(510, 520)은, 복수로 제공될 수 있다. 예를 들어, 자기장 발생부(500, 도 4 참조)는, 제1 마그넷(510) 및 제2 마그넷(520)을 포함할 수 있다. 서브 마그넷(510, 520)은, 제1 마그넷(510) 및 제2 마그넷(520) 중 적어도 하나를 포함하거나 의미할 수 있다.
서브 마그넷(510, 520)은, 음극부(300, 400, 도 8 및 도 9 참조)에 연결되거나 결합될 수 있다. 음극부(300, 400, 도 8 및 도 9 참조)는, 제1 음극부(300, 도 8 참조) 및 제2 음극부(400, 도 9 참조) 중 적어도 하나를 포함하거나 의미할 수 있다.
서브 마그넷(510, 520)은, 전체적으로 링(ring)의 형상을 형성할 수 있다. 서브 마그넷(510, 520)의 형상은, 예를 들어, 음극부(300, 400, 도 8 및 도 9 참조)의 형상에 대응될 수 있다.
예를 들어, 제1 마그넷(510)은 제1 음극부(300, 도 8 참조)에 결합되거나 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 마그넷(510)은, 제1 숄더 면(312, 도 8 참조)에 위치할 수 있다. 예를 들어, 제1 마그넷(510)은, 제1 넥(320, 도 8 참조)을 감싸는 형상을 형성할 수 있다.
예를 들어, 제2 마그넷(520)은 제2 음극부(400, 도 9 참조)에 결합되거나 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2 마그넷(520)은, 제2 숄더 면(412, 도 9 참조)에 위치할 수 있다. 예를 들어, 제2 마그넷(520)은, 제2 넥(420, 도 9 참조)을 감싸는 형상을 형성할 수 있다.
도 11은 도 8에 도시된 제1 음극부, 도9에 도시된 제2 음극부, 도 10에 도시된 서브 마그넷, 그리고 도 5에 도시된 미들 마그넷이, 도 2에 도시된 하우징에 위치한 모습을 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 11을 참조하면, 자기장 발생부(500)는, 서브 마그넷(510, 520) 및 미들 마그넷(530)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 미들 마그넷(530)은, 제1 마그넷(510)과 제2 마그넷(520)의 사이에 위치할 수 있다.
서브 마그넷(510, 520)은, 자속을 형성할 수 있다. 서브 마그넷(510, 520)이 형성하는 자속의 방향은, 하우징(100)의 종방향일 수 있다. 예를 들어, 제1 마그넷(510)의 상부(upper portion)와 하부(lower portion)의 극성(polarity)은, 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 제2 마그넷(520)의 상부(upper portion)와 하부(lower portion)의 극성(polarity)은, 서로 다를 수 있다.
예를 들어, 제1 마그넷(510)의 하부의 극성은 미들 마그넷(530)의 상부의 극성과 다를 수 있다. 예를 들어, 미들 마그넷(530)의 하부의 극성은 미들 마그넷(530)의 상부의 극성과 다를 수 있다. 예를 들어, 제2 마그넷(520)의 상부의 극성은, 미들 마그넷(530)의 하부의 극성과 다를 수 있다.
서브 마그넷(510, 520)이 형성하는 자속은, 미들 마그넷(530)이 형성하는 자속과 연결될 수 있다. 예를 들어, 자기장 발생부(500)에 의해 하우징(100)의 내부에 형성되는 자속의 방향은, 하우징(100)의 종방향일 수 있다.
예를 들어, 하우징(100)의 중공부에 위치하는 자속은, 양극부(200)와 만나지 않을 수 있다. 이로써, 하우징(100)의 내부에서 플라즈마가 효과적으로 형성될 수 있다.
가스(gas)는 인입 홀(430)을 통해 하우징(100)의 내부에 주입될 수 있다. 다른 예를 들어, 가스는 하우징(100)에 형성된 주입-홀(injection-hole, 미도시)을 통해 하우징(100)의 내부로 주입될 수 있다. 주입-홀(injection-hole, 미도시)은, 예를 들어, 제2 음극부(400)와 미들 마그넷(530)의 사이에 위치할 수 있다. 이 경우, 제2 음극부(400)에 인입 홀(430)이 형성되지 않을 수 있다.
제2 마그넷(520)은 제2 음극부(400)에 인접하거나 결합될 수 있다. 예를 들어 도 11에 도시된 바와 같이, 제2 마그넷(520)은 제2 숄더 면(412)에 위치할 수 있다.
다른 예를 들어, 제2 마그넷(520)은 기둥(pillar) 형상을 형성할 수 있다. 예를 들어, 제2 마그넷(520)은, 제2 바디(410)의 하면에 인접하거나 결합될 수 있다. 예를 들어, 제2 마그넷(520)의 상면은, 제2 바디(410)의 하면을 마주할 수 있다.
예를 들어, 제2 마그넷(520)의 상부(upper portion)의 극성은, 미들 마그넷(530)의 하부(lower portion)의 극성과 다를 수 있다. 예를 들어, 제2 마그넷(520)의 하부의 극성은, 제2 마그넷(520)의 상부의 극성과 다를 수 있다.
도 12는 도 2에 도시된 하우징의 외측에 자기장 발생부가 배치된 모습을 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 12를 참조하면, 자기장 발생부(500)는, 하우징(100)의 외측면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 자기장 발생부(500)의 내측면은, 하우징(100)의 외측면을 마주할 수 있다. 예를 들어, 미들 마그넷 내측면(531)은, 하우징(100)의 외측면을 마주할 수 있다. 예를 들어, 미들 마그넷 내측면(531)은, 양극부(200)를 향할 수 있다.
서브 마그넷(510, 520)은, 미들 마그넷(530)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 서브 마그넷(510, 520)은, 미들 마그넷(530)과 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 서브 마그넷(510, 520)은, 미들 마그넷(530)에서 연장될 수 있다.
예를 들어, 제1 마그넷(510)은, 미들 마그넷(530)의 상단(upper edge)에서 위로 연장될 수 있다. 예를 들어, 제2 마그넷(520)은, 미들 마그넷(530)의 하단(lower edge)에서 아래로 연장될 수 있다.
서브 마그넷(510, 520)과 미들 마그넷(530)이 일체로 형성되거나 서로 연결됨으로써, 플라즈마 디바이스(10)가 용이하게 제작될 수 있다. 예를 들어, 서브 마그넷(510, 520)과 미들 마그넷(530)이 일체로 형성되거나 서로 연결됨으로써, 자기장 발생부(500)에 의해 형성된 자속의 일부는, 양극부(200)에 형성된 중공부를 통과하면서 양극부(200)와 만나지 않을 수 있다.
음극부(300, 400)는, 제1 음극부(300)와 제2 음극부(400) 중 적어도 하나를 포함하거나 의미할 수 있다. 예를 들어, 자기장 발생부(500)에 의해 형성된 자속의 일부는, 양극부(200)에 형성된 중공부를 통과하면서 양극부(200)와 만나지 않으면서 음극부(300, 400)와 만날 수 있다. 이로써, 하우징(100)의 내부에서 플라즈마가 효과적으로 형성될 수 있다.
앞에서 설명된 본 발명의 어떤 실시예 또는 다른 실시예들은 서로 배타적이거나 구별되는 것은 아니다. 앞서 설명된 본 발명의 어떤 실시예들 또는 다른 실시예들은 각각의 구성 또는 기능이 병용되거나 조합될 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 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.

Claims (18)

  1. 하단에서 위로 연장되어 상단에 이어지고, 내부에 중공부를 형성하는, 하우징;
    상기 하우징의 상기 상단에 연결되는 제1 바디 및 상기 제1 바디에 형성된 홀(hole)로서 상기 하우징의 상기 중공부에 연통되는 인출 홀을 포함하는, 제1 음극부;
    상기 하우징의 상기 하단에 연결되는 제2 바디를 포함하는 제2 음극부;
    상기 하우징의 상기 중공부에 위치하고, 상기 제1 음극부와 상기 제2 음극부의 사이에 위치하는, 양극부; 그리고
    상기 하우징의 상기 중공부에 자속을 형성하는 자기장 발생부를 포함하는,
    플라즈마 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 상기 중공부에 형성되는 상기 자속의 일부는,
    상기 양극부의 내부를 통과하되 상기 양극부와 만나지 않는,
    플라즈마 디바이스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 양극부의 전위(electric potential)는,
    상기 제1 음극부의 전위 및 상기 제2 음극부의 전위 보다 높은,
    플라즈마 디바이스.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 자기장 발생부는,
    상기 양극부에 인접한 미들 마그넷을 포함하는,
    플라즈마 디바이스.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 미들 마그넷의 내측면은 상기 양극부를 마주하고,
    상기 미들 마그넷의 외측면은 상기 하우징을 마주하는,
    플라즈마 디바이스.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 미들 마그넷은 상기 하우징의 외부에 위치하며,
    상기 미들 마그넷의 내측면은 상기 하우징을 마주하고,
    플라즈마 디바이스.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 자기장 발생부는,
    상기 제1 음극부에 인접한 제1 마그넷 및 상기 제2 음극부에 인접한 제2 마그넷 중 적어도 하나를 더 포함하는,
    플라즈마 디바이스.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 마그넷은 상기 미들 마그넷의 위에 위치하고,
    상기 제2 마그넷은 상기 미들 마그넷의 아래에 위치하는,
    플라즈마 디바이스.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 마그넷, 상기 제2 마그넷, 그리고 상기 미들 마그넷은,
    상기 하우징의 외부에 위치하는,
    플라즈마 디바이스.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 마그넷은 상기 미들 마그넷의 상단에서 위로 연장되고,
    상기 제2 마그넷은 상기 미들 마그넷의 하단에서 아래로 연장된,
    플라즈마 디바이스.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제1 마그넷, 상기 제2 마그넷, 그리고 상기 미들 마그넷은, 상기 하우징의 내부에 위치하고,
    상기 제1 마그넷의 하면은 상기 미들 마그넷의 상면을 마주하며,
    상기 제2 마그넷의 상면은 상기 미들 마그넷의 하면을 마주하는,
    플라즈마 디바이스.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 음극부는,
    상기 제1 바디에서 아래로 돌출된 제1 넥을 더 포함하고,
    상기 제1 바디는,
    상기 제1 넥과 단차를 형성하며 상기 미들 마그넷을 마주하는 제1 숄더 면을 형성하는,
    플라즈마 디바이스.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 마그넷은,
    상기 제1 숄더 면에 위치하고 상기 미들 마그넷을 마주하는,
    플라즈마 디바이스.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 음극부는,
    상기 제2 바디에서 위로 돌출된 제2 넥을 더 포함하고,
    상기 제2 바디는,
    상기 제2 넥과 단차를 형성하며 상기 미들 마그넷을 마주하는 제2 숄더 면을 형성하는,
    플라즈마 디바이스.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 마그넷은,
    상기 제2 숄더 면에 위치하고 상기 미들 마그넷을 마주하는,
    플라즈마 디바이스.
  16. 제7항에 있어서,
    상기 제1 마그넷은 상기 미들 마그넷의 위에 위치하고,
    상기 제2 마그넷은 상기 미들 마그넷의 아래에 위치하는,
    플라즈마 디바이스.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 마그넷의 하면은 상기 미들 마그넷의 상면을 마주하며,
    상기 제2 마그넷의 상면은 상기 제2 바디의 하면을 마주하는,
    플라즈마 디바이스.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 음극부는,
    상기 제1 바디에서 아래로 돌출된 제1 넥을 더 포함하고,
    상기 제1 마그넷은,
    링(ring)의 형상을 형성하며 상기 제1 넥을 감싸되 상기 미들 마그넷을 마주하는,
    플라즈마 디바이스.
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