KR101382003B1

KR101382003B1 - 플라즈마 반응기 및 이를 이용한 가스스크러버

Info

Publication number: KR101382003B1
Application number: KR1020110114531A
Authority: KR
Inventors: 김익년; 김성락; 지영연; 엄민흠
Original assignee: (주)트리플코어스코리아
Priority date: 2011-11-04
Filing date: 2011-11-04
Publication date: 2014-04-21
Also published as: KR20130049481A

Abstract

본 발명에 따른 플라즈마 반응기 및 이를 이용한 가스스크러버는 플라즈마가 형성되는 방전아우터바디(32) 내부에 자기력을 발생시키는 자기력발생유닛(40)이 배치되고 상기 자기력발생유닛(40)이 쿨러(44)에 의해 냉각됨으로서 고온으로 형성되는 방전아우터바디(32) 내부에서도 자기력을 효과적으로 발생시키고, 원추형으로 테이퍼지게 형성된 방전이너바디(150)가 자기력발생유닛(40)의 내측에 끼움결합되기 때문에 별도의 접착부재 또는 체결부재 없이도 자중에 의해 결합을 유지시키는 효과가 있다.

Description

플라즈마 반응기 및 이를 이용한 가스스크러버{Plasma reactor and and gas scrubber using the same}

본 발명은 플라즈마 반응기 및 이를 이용한 가스스크러버에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 내부에 플라즈마가 형성되는 방전이너바디(50)가 테이퍼지게 형성되어 쿨링바디(42)와 자중에 의해 결합되는 플라즈마 반응기 및 이를 이용한 가스스크러버에 관한 것이다.

일반적으로 플라즈마는 전기적 극성을 갖는 전자 및 이온으로 구성된 제 4의 물질 상태로 알려져 있으며 전체적으로 음과 양의 전하수가 거의 같은 밀도로 분포되어 전기적으로 거의 중성인 상태이다. 플라즈마는 아크처럼 온도가 높은 고온 플라즈마와 전자의 에너지는 높지만 이온의 에너지가 낮아 실제로 느끼는 온도는 실온에 가까운 저온 플라즈마로 분류되며 대부분 직류, 교류, 초고주파, 전자빔 등의 전기적 방전에 의해 생성된다.

여기서 플라즈마의 발생 압력에 따라 응용처가 달라지는데, 저압에서는 플라즈마를 안정적으로 발생시킬 수 있기 때문에 반도체 부품의 세정과 식각, 증착에 이용되며 대기압 상태의 플라즈마는 표면 세정, 환경 오염물질 처리와 신소재 합성, 의료기기 등 다양한 분야에 사용된다. 특히, 플라즈마를 환경 설비에 적용하려는 노력은 교토 의정서와 같은 환경 및 에너지 규제 강화에 따라 더욱 관심이 고조되고 있고, 지구 온난화를 유발시키는 물질 중에 일부는 첨단산업체에서 사용되고 있는 산업기체이며, 그 대표적인 가스로서는 CF4, C2F6, C8F8, CHF8, NF3, SF6 등 반도체의 세정 및 식각용으로 사용되는 가스이다. 예를 들어, 이런 가스들이 한번 대기로 방출되면 오랜 시간동안 대기에 존재하면서 지표면에서 방출되어야 할 적외선을 차단하여 지표의 대기온도가 높아지도록 하는 역할을 하게 된다. 그러므로 산업체에서 사용되고 있는 불화 계열 가스를 대기로 방출하기 전에 완전히 파괴하여 배출시켜야 하는 국제적 규제가 강화되고 있다.

2005년 2월 16일 도쿄의정서가 발효되었고 한국은 2010년부터 감축규제 의무국이 확실시됨에 따라 온실가스 감축은 환경규제 뿐만 아니라 경제규제라고 해도 과언이 아닐 정도로 시장 상실과 비유부담 증가 등 국가 경제에 큰 영향을 주고 있다. 또한 화학기상증착 공정에서는 암모니아 가스가 사용되며 이는 통상적인 연소식 스크러버를 이용하여 연소되고 그 부산물은 습식 스크러버에 의해 처리된다. 그러나 이 과정에서 연소되지 않은 잔량의 암모니아가 물에 녹아 수중의 총 질소 양을 증가시켜 수질 오염을 유발하고 그 처리비용 또한 증가시키고 있다.

그래서 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 불화 계열 가스를 제거하고자 하는 연구가 다방면에서 진행되었고, 그 중에 하나가 플라즈마를 이용하여 이 분자들을 이온화시키고 무해한 다른 분자로 만들어 배출하려는 노력이 있다.

일반적으로 마이크로 웨이브를 이용한 플라즈마 장치는, resonance type으로 별도의 챔버를 구현하고, 그 챔버 안에서 가스를 반응시키는 방법을 사용하는데, 이런 경우 플라즈마의 상태 또는 매질 가스의 종류에 따라 임피던스를 각각 조정해 줘야하고, 이로 인해 상기 임피던스를 맞추기 위해 장비의 세팅을 매번 튜닝을 해야 하는 문제점이 있다.

등록특허 제10-0568238호 "플라즈마 유해가스 처리장치" (2006.04.05) 공개특허 제10-2009-0105192호 "플라즈마 반응기 및 이를 이용한 폐가스 처리용 스크러버" (2009.10.07)

본 발명은 내부에 플라즈마가 형성되는 방전이너바디(50)가 테이퍼지게 형성되어 쿨링바디(42)와 자중에 의해 결합되는 플라즈마 반응기 및 이를 이용한 가스스크러버를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 일측면은 고주파를 발진시키는 고주파발진기(15); 상기 고주파발진기(15)에서 발진된 고주파를 전송하는 도파관모듈(20); 상기 도파관모듈(20)과 직교하게 배치되고 상기 도파관모듈(20)을 따라 전송된 고주파를 통과시키는 방전아우터바디(32); 상기 방전아우터바디(32) 내부에 배치되어 플라즈마가 형성되도록 자기장을 발생시키는 자기력발생유닛(40); 및 상기 자기력발생유닛(40)의 내측에 배치되고 상기 방전아우터바디(32)를 통해 유입된 고주파에 의해 플라즈마를 형성시키는 방전이너바디(150)를 포함하며, 상기 자기력발생유닛(40)은 도파관모듈(20)에서 전송된 고주파를 안으로 안내하는 슬릿(41)이 형성된 쿨링바디(42)를 구비하고, 상기 방전이너바디(150)는 상기 쿨링바디(42) 내측에 자중에 의해 끼움 결합되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 반응기를 제공한다.

또한, 상기 쿨링바디(42) 내측면은 경사면(42a)이 형성되고, 상기 경사면(42a)에 상기 방전이너바디(150)의 외주면이 접촉되어 끼움결합될 수 있다.

또한, 상기 방전이너바디(150)의 외측면은 경사면(150a)이 형성되고, 상기 경사면(150a)에 상기 쿨링바디(42)가 접촉되어 끼움결합될 수 있다.

또한, 상기 쿨링바디(42)의 내측면은 경사면(42a)이 형성되고, 상기 방전이너바디(150)의 외측면은 경사면(150a)이 형성되며, 상기 경사면(42a)(150a)이 접촉되어 끼움결합될 수 있다.

또한, 상기 방전이너바디(150)의 외주면은 하측으로 갈수록 단면이 작아지는 원추형으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 방전이너바디(150)의 외주면 및 상기 방전아우터바디(32)의 축중심 사이의 사이각(a)은 예각으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 자기력발생유닛(40)은 상기 쿨링바디(42)에 삽입되어 배치된 자기력발생부재(45); 및 상기 쿨링바디(42)에 배치되어 상기 자기력발생부재(45)를 냉각시키는 상기 쿨러(44)를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 자기력발생부재(45)는 상기 방전아우터바디(32) 축 중심을 기준으로 방사상으로 복수개 배치될 수 있다.

또한, 상기 쿨러(44)는 상기 쿨링바디(42)의 내부에 배치되고, 상기 자기력발생부재(45)의 측부 또는 상기 자기력발생부재(45)를 감싸도록 배치될 수 있다.

삭제

또한, 상기 방전아우터바디(32)를 관통하여 상기 방전아우터바디(32) 내부로 일부 삽입되어 상기 방전아우터바디(32) 및 상기 자기력발생유닛(40) 사이의 고주파를 정합시키는 미세조절튜너(35)를 더 포함할 수 있다.

삭제

본 발명의 다른 측면은 플라즈마를 이용해 유해가스를 제거하는 플라즈마 반응기를 이용한 가스 스크러버장치에 있어서, 반도체 공정 챔버(1)로부터 유해가스가 배출되는 진공 연결관 상에 차례대로 설치되는 터보 펌프(2), 로터리 펌프(4)와 습식스크러버(8); 및 상기 플라즈마 반응기를 포함하는 가스 스크러버를 제공한다.

본 발명에 따른 플라즈마 반응기 및 이를 이용한 가스스크러버는 플라즈마가 형성되는 방전아우터바디(32) 내부에 자기력을 발생시키는 자기력발생유닛(40)이 배치되고 상기 자기력발생유닛(40)이 쿨러(44)에 의해 냉각됨으로서 고온으로 형성되는 방전아우터바디(32) 내부에서도 자기력을 효과적으로 발생시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 플라즈마 반응기 및 이를 이용한 가스스크러버는 원추형으로 테이퍼지게 형성된 방전이너바디(150)가 자기력발생유닛(40)의 내측에 끼움결합되기 때문에 별도의 접착부재 또는 체결부재 없이도 자중에 의해 결합을 유지시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 반도체 공정에서 배출되는 유해가스를 처리하기 위한 플라즈마 스크러버의 적용을 보여주는 구성도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 반응기가 도시된 평단면도
도 3은 도 2의 정단면도
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기가 도시된 평단면도
도 5는 도 4의 정단면도
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기가 도시된 정단면도

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 반도체 공정에서 배출되는 유해가스를 처리하기 위한 플라즈마 스크러버의 적용을 보여주는 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 반응기(10)가 도시된 평단면도이고, 도 3은 도 2의 정단면도이다.

일반적으로 반도체 공정에서 유해가스는 반도체 공정 챔버(1)에서 미반응된 가스로서 진공 연결관을 통해 터보 펌프(2)와 로터리 펌프(4)를 통해 순차적으로 대기 중으로 배출된다. 반도체 공정에서 사용되는 로터리 펌프(4)는 질소가스의 퍼징과 함께 작동하기 때문에 미반응된 유해가스는 다량의 질소가스와 함께 배출된다. 그래서 로터리펌프(4)의 뒷단에서 이러한 가스를 처리한다면, 다량의 질소가스 때문에 에너지소모가 크고, 또한 질소화합물(NOx)을 발생시킬 수 있다. 본 발명에서는 진공에서 작동하는 플라즈마를 이용하여 공정챔버(1)에서 배출되는 유해가스를 제거하기 위하여 로터리 펌프(4) 전단에 플라즈마 반응기(10)가 배치되고, 상기 플라즈마 반응기(3)에서 처리된 유해가스는 로터리펌프(4)를 거쳐 통상의 습식 스크러버(8)를 지나 대기로 배출된다.

본 발명의 플라즈마 반응기(10)는 전원공급부(12), 고주파발진기(15), 도파관모듈(20), 방전모듈(30) 및 자기력발생유닛(40)을 포함한다.

상기 전원 공급부(12)는 고주파 발진기(15)에 전원을 공급하고, 본 실시예에서 상기 고주파 발진기(15)는 마이크로웨이브를 발진시키는 마그네트론이다. 상기 마그네트론은 그 주파수 영역대가 2400 MHz 내지 2500 MHz가 바람직하고, 마그네트론에 전원을 공급할 때, 상기 전원공급부(12)로부터의 전압은 -3.0 ∼ -4.5 kV가 바람직하다. 상기 고주파 발진기(15)로부터 발진되는 고주파는 상기 도파관모듈(20)을 따라 이동된 후 상기 방전모듈(30)로 유입된다.

상기 도파관모듈(20)은 상기 고주파발진기(15)로부터 발진된 고주파를 상기 방전모듈(30)로 안내하는 도파관바디(22)와, 상기 도파관바디(22) 내부에 배치되어 상기 방전모듈(30)의 임피던스를 제어하는 플런저(25)를 포함한다.

여기서 상기 방전모듈(30)은 상기 도파관바디(22)의 종단(23, 플런저 측)으로부터 1/4λg (λg는 도파관 내의 파장) 떨어진 위치에 배치되고, 상기 도파관바디(22)와 직교되게 배치되며, 그 재질은 석영, 강화유리, 세라믹, 알루미나 등 고주파가 투과할 수 있는 유전체로 구성될 수 있다.

상기 플런저(25)는 외부에서 상기 방전모듈(30) 내부의 임피던스를 가변시키기 위한 구성으로서, 상기 도파관바디(22)를 따라 이동되면서 상기 임피던스를 가변시키고, 상기 임피던스의 미세조정을 위해 상기 방전모듈(30)에 미세조절튜너(35)가 배치된다.

상기 미세조절튜너(35)는 본 실시예에서 나사 형태로 형성되어 상기 방전모듈(30) 내부로 삽입되는 스크류 타입으로 구성되고, 상기 방전모듈(30) 및 도파관바디(22) 사이를 통과하는 파장을 정합(matching , 整合) 시킨다.

또한, 상기 플런저(25)의 길이(L)는 상기 도파관바디(22)의 관내파장의 1/4 크기로 제작된다.

상기 방전모듈(30)은 상기 도파관바디(22)와 직교하게 배치되고 원통형으로 형성된 방전아우터바디(32)와, 상기 방전아우터바디(32) 내부에 배치되어 플라즈마가 형성되도록 자기장을 발생시키는 자기력발생유닛(40)과, 상기 자기력발생유닛(40) 내측에 배치되고 상기 방전아우터바디(32)를 통해 유입된 고주파에 의해 플라즈마를 형성시키는 방전이너바디(50)를 포함한다.

상기 방전아우터바디(32)의 재질은 석영, 강화유리, 세라믹, 알루미나 등 고주파가 투과할 수 있는 유전체로 구성될 수 있고, 본 실시예에서는 금속으로 형성되며, 상기 미세조절튜너(35)가 외측에서 내측으로 관통되게 배치되고, 가스가 유동될 수 있도록 상/하부가 개구되게 형성된다. 특히 본 실시예에서 상기 방전아우터바디(32)는 원통형으로 형성된다.

상기 미세조절튜너(35)는 소정각도씩 회전되면서 상기 방전아우터바디(32) 내부로 소정 길이만큼씩 삽입됨으로서 상기 자기력발생유닛(40) 및 상기 방전아우터바디(32) 사이를 이동하는 고주파를 미세 조절하여 정합시킨다.

상기 자기력발생유닛(40)은 상기 고주파가 내측으로 이동될 수 있도록 슬릿(41)이 형성된 쿨링바디(42)와, 상기 쿨링바디(42)에 삽입되어 배치된 자기력발생부재(45)와, 상기 쿨링바디(42)에 배치되어 상기 자기력발생부재(45)를 냉각시키는 쿨러(44)를 포함한다.

상기 자기력발생유닛(40)은 본 실시예에서 원통형으로 형성되고, 축중심을 기준으로 상기 자기력발생부재(45)를 포함한 복수개의 유닛이 방사상으로 배치되며, 본 실시예에서 상기 자기력발생부재(45)를 포함한 쿨링바디(42)는 축 중심을 기준으로 90°간격으로 4개가 배치되며, 상기 쿨링바디(42) 사이에 상기 고주파가 유입되도록 유전체인 석영 재질의 슬릿(41)이 형성된다.

삭제

특히 상기 자기력발생유닛(40)은 복수개의 슬릿(41)을 형성시켜 상기 방전이너바디(50) 내부에서 상기 고주파가 중첩되게 하며, 상기 복수개의 슬릿(41) 들이 mode filter 역할을 하여 플라즈마 임피던스 의존성을 줄여주게 됨으로서 가스의 종류나 압력변화의 민감도를 저감시키는 효과가 있다.

또한, 상기 복수개의 슬릿(41) 배치는 외부에서 임피던스를 조절시키는 상기 플런저(25) 및 미세조절튜너(35)의 작동을 통해 간편하게 임피던스를 조절할 수 있고, 임피던스 조절을 위한 자동튜너장치를 사용하지 않아도 되기 때문에 제작비용이 절감된다.

상기 자기력발생부재(45)의 배치 간격은 당업자의 설계변경에 따라 다양하게 적용될 수 있고, 본 실시예에서 영구자석이 사용된다.

상기 쿨링바디(42)는 상기 방전아우터바디(32)와 소정간격을 유지하도록 이격되게 배치되고, 상기 쿨러(44) 및 자기력발생부재(45)는 상기 쿨링바디(42)에 의해 감싸져 보호된다.

상기 쿨링바디(42)는 석영, 강화유리, 세라믹, 알루미나 등 고주파가 투과할 수 있는 유전체로 구성될 수 있고, 본 실시예에서는 금속으로 형성된다.

상기 쿨러(44)는 상기 쿨링바디(42)의 내부에 배치되어 상기 쿨링바디(42)의 온도를 낮춤으로서 상기 자기력발생부재(45)의 온도를 낮춘다. 여기서 상기 쿨러(44)의 내부에는 냉매가 순환하도록 구성되고, 본 실시예에서는 냉각시스템의 증발기에 해당하는 구성이다. 상기 냉각시스템은 압축기, 응축기, 모세관 및 증발기로 구성되어 냉매를 순환시키고, 순환되는 냉매가 상기 증발기에서 증발되는 상변화를 통해 주변의 온도를 하강시키는 것으로서, 당업자에게 일반적인 구성인 바 상세한 설명을 생략한다. 또한 상기 쿨러(44)는 상기 냉각시스템의 구성과 달리 물과 같은 냉매를 지속적으로 순환시키면서 상기 자기력발생부재(45)의 온도를 제어하도록 구성되어도 무방하다.

여기서 상기 자기력발생부재(45)는 상기 방전모듈(30)의 내부에 배치되어 플라즈마에 의한 열을 직접 받음에도 불구하고, 상기 쿨러(44)의 냉각에 의해서 플라즈마 형성에 유효한 자기장을 형성시킬 수 있다.

일반적인 경우 상기 자기력발생부재(45)의 온도가 적정온도 이상으로 상승하는 경우 자기장이 저하되거나 발생되지 않게 되고, 별도의 장치 없이 플라즈마에 의해 가열되는 상기 방전아우터바디(32) 내부에 상기 자기력발생부재(45)가 배치되면 높은 온도에 의해 플라즈마를 형성시키기 위한 자기력을 발생시키지 못한다.

본 실시예의 상기 쿨러(44)는 냉매의 순환을 통해 상기 자기력발생부재(45)의 온도를 낮춤으로서 상기 방전아우터바디(32) 내부에 배치됨에도 불구하고 적절한 자기장을 발생시킬 수 있을 뿐만 아니라 상기 방전아우터바디(32) 내부에서 자기장을 발생시키기 때문에 자기력의 손실이 적어 보다 효과적으로 자기장을 구현시킬 수 있다.

또한 플라즈마와 근접한 위치에 자기력발생부재(45)가 배치되는 경우 최소의 자기력으로 최대의 ECR(Electron Cyclotron Resonance) 효과를 기대할 수 있다. 일반적으로 ECR을 구현할 때 전자석이나 영구자석의 B-Field를 Electric field와 직교하는 방향으로 설치하여 전자의 Cyclone 효과를 발생시키고, 이를 통해 전자의 Mean free path를 길게 형성시킴으로서 플라즈마의 밀도를 증가시키게 된다. 여기서 B-field는 자석으로부터 거의 제곱에 반비례하기 때문에 상기 자기력발생부재(45)가 플라즈마로부터 최대한 가까운 거리에 있어야 그 효과가 극대화된다.

본 실시예에 따른 쿨러(44)는 고온으로 형성되는 상기 방전아우터바디(32) 내부에서 상기 자기력발생유닛(40)을 냉각시킴으로서 자기력을 효과적으로 구현시킬 뿐만 아니라 상기 방전이너바디(50) 및 쿨링바디(42)의 열변형을 방지한다.

한편, 상기 방전이너바디(50)는 원통형으로 형성되고, 도시되진 않았으나 접착부재 또는 체결수단을 통해 상기 쿨링바디(42)에 고정된다.

또한, 플라즈마를 이용한 가스스크러버 장치에서 일반적으로 사용되는 고전압전극, 접지전극, 가스의 유동 유로 등의 구성은 당업자에게 일반적인 기술인 바 상세한 설명을 생략한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기가 도시된 평단면도이고, 도 5는 도 4의 정단면도이다.

도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 플라즈마 반응기는 자기력발생유닛(140) 및 방전이너바디(150)를 제외한 구성이 상기 일 실시예와 동일하다.

상기 자기력발생유닛(140)은 쿨링바디(42)의 내부에 쿨러(144) 및 자기력발생부재(45)가 배치되되, 상기 쿨러(144)가 상기 자기력발생부재(45)의 표면을 감싸게 배치되어 상기 자기력발생부재(45)를 직접 냉각시키도록 구성된다.

상기 쿨러(144)는 냉매가 순환되도록 관의 형태로 형성되고, 상기 자기력발생부재(45)의 외부를 나선형으로 감싸도록 형성되며, 상기 쿨러(144)가 상기 자기력발생부재(45)과 직접 접촉되도록 배치되는 바, 열전도를 통해 상기 자기력발생부재(45)의 온도를 보다 신속하게 낮출 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 쿨링바디(42)의 내측면은 원통형으로 형성된 상기 방전모듈(30)의 축중심(c)과 평행하지 않고 예각의 사이각(a)을 형성시키도록 형성되고, 상기 방전이너바디(150)는 하측으로 갈수록 단면이 작아지게 형성되는 원추형 원기둥 형태로 형성된다.

즉 상기 쿨링바디(42)의 내측면 및 상기 방전이너바디(150)의 외주면은 테이퍼진 경사면(42a)(150a)으로 형성된다.

여기서 상기 방전이너바디(150)는 원추형 형상으로 인해 별도의 고정과정 없이도 자중에 의해 상기 쿨링바디(42)의 내측면에 삽입된 후 끼워져 고정된다.

한편, 본 실시예에서는 상기 쿨링바디(42) 및 상기 방전이너바디(150) 모두에 경사면이 형성되었으나 본 실시예와 달리 상기 쿨링바디(42) 또는 상기 방전이너바디(150) 중 어느 한 쪽에만 경사면이 형성되어 자중에 의해 끼움결합되어도 무방하다. 즉 상기 방전이너바디(150)에만 경사면(150a)이 형성되는 경우 상기 쿨링바디(42)에 상기 방전이너바디(150)가 올려지는 형태로 배치될 수 있다.

이하 나머지 구성은 상기 일 실시예와 동일한 바 상세한 설명을 생략한다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기가 도시된 정단면도이다.

도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 플라즈마 반응기는 쿨링바디(42) 및 방전이너바디(50)가 모두 원통형상으로 형성되되 상기 쿨링바디(42)의 하단에 상기 방전이너바디(50)를 지지하기 위한 지지부(42b)가 연장되어 형성된다.

상기 지지부(42b)는 축 중심방향으로 돌출되어 상기 방전이너바디(50)의 하중을 지지하도록 구성된다.

이하 나머지 구성은 상기 일 실시예와 동일하기 때문에 상세한 설명을 생략한다.

상기와 같이 본 발명을 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 발명은 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 한정되지 않고, 본 발명의 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 다양한 조합을 통해 당업자에 의해 응용이 가능하다.

10 : 플라즈마 반응기 12 : 전원공급부
15 : 고주파발진기 20 : 도파관모듈
22 : 도파관바디 25 : 플런저
30 : 방전모듈 32 : 방전아우터바디
35 : 미세조절튜너 40 : 자기력발생유닛
41 : 슬릿 42 : 쿨링바디
42a : 경사면 42b : 지지부
44 : 쿨러 45 : 자기력발생부재
50 : 방전이너바디

Claims

고주파를 발진시키는 고주파발진기(15);
상기 고주파발진기(15)에서 발진된 고주파를 전송하는 도파관모듈(20);
상기 도파관모듈(20)과 직교하게 배치되고 상기 도파관모듈(20)을 따라 전송된 고주파를 통과시키는 방전아우터바디(32);
상기 방전아우터바디(32) 내부에 배치되어 플라즈마가 형성되도록 자기장을 발생시키는 자기력발생유닛(40); 및
상기 자기력발생유닛(40)의 내측에 배치되고 상기 방전아우터바디(32)를 통해 유입된 고주파에 의해 플라즈마를 형성시키는 방전이너바디(150)를 포함하며,
상기 자기력발생유닛(40)은 도파관모듈(20)에서 전송된 고주파를 안으로 안내하는 슬릿(41)이 형성된 쿨링바디(42)를 구비하고, 상기 방전이너바디(150)는 상기 쿨링바디(42) 내측에 자중에 의해 끼움 결합되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 반응기.
청구항 1에 있어서,
상기 쿨링바디(42) 내측면은 경사면(42a)이 형성되고, 상기 경사면(42a)에 상기 방전이너바디(150)의 외주면이 접촉되어 끼움결합되는 플라즈마 반응기.
청구항 1에 있어서,
상기 방전이너바디(150)의 외측면은 경사면(150a)이 형성되고, 상기 경사면(150a)에 상기 쿨링바디(42)가 접촉되어 끼움결합되는 플라즈마 반응기.
청구항 1에 있어서,
상기 쿨링바디(42)의 내측면은 경사면(42a)이 형성되고, 상기 방전이너바디(150)의 외측면은 경사면(150a)이 형성되며, 상기 경사면(42a)(150a)이 접촉되어 끼움결합되는 플라즈마 반응기.
청구항 1에 있어서,
상기 방전이너바디(150)의 외주면은 하측으로 갈수록 단면이 작아지는 원추형으로 형성된 플라즈마 반응기.
청구항 5에 있어서,
상기 방전이너바디(150)의 외주면 및 상기 방전아우터바디(32)의 축중심 사이의 사이각(a)은 예각으로 형성된 플라즈마 반응기.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자기력발생유닛(40)은
상기 쿨링바디(42)에 삽입되어 배치된 자기력발생부재(45); 및
상기 쿨링바디(42)에 배치되어 상기 자기력발생부재(45)를 냉각시키는 쿨러(44)를 더 포함하는 플라즈마 반응기.
청구항 7에 있어서,
상기 자기력발생부재(45)는 상기 방전아우터바디(32) 축 중심을 기준으로 방사상으로 복수개 배치된 플라즈마 반응기.
청구항 7에 있어서,
상기 쿨러(44)는 상기 쿨링바디(42)의 내부에 배치되고, 상기 자기력발생부재(45)의 측부 또는 상기 자기력발생부재(45)를 감싸도록 배치된 플라즈마 반응기.
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청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방전아우터바디(32)를 관통하여 상기 방전아우터바디(32) 내부로 일부 삽입되어 상기 방전아우터바디(32) 및 상기 자기력발생유닛(40) 사이의 고주파를 정합시키는 미세조절튜너(35)를 더 포함하는 플라즈마 반응기.
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