KR102538959B1

KR102538959B1 - Plasma reactor for treating exhaust gas

Info

Publication number: KR102538959B1
Application number: KR1020210048360A
Authority: KR
Inventors: 강경두; 고경준; 김민재
Original assignee: 주식회사 퓨어플라텍
Priority date: 2021-04-14
Filing date: 2021-04-14
Publication date: 2023-06-01
Also published as: KR20220142064A

Abstract

본 발명에 의하면, 공정챔버로부터 배출되는 가스가 유동하는 배기관 상에 설치되어서 상기 가스에 포함된 타겟 성분을 방전에 의해 발생되는 플라즈마를 이용하여 분해하는 플라즈마 반응기에 있어서, 내부에 상기 가스가 유동하는 가스 유동 공간을 제공하는 튜브 형태의 가스 유동관 부재; 상기 가스 유동 공간에 위치하고 동일한 극성을 갖는 두 개의 제1 전극부들; 및 상기 가스 유동 공간에 위치하고 상기 방전을 위해 상기 두 개의 제1 전극부들 각각과 전위차를 갖는 두 개의 제2 전극부들을 포함하며, 상기 두 개의 제1 전극부들과 상기 두 개의 제2 전극부들은 상기 가스 유동 공간의 원주방향을 따라서 차례대로 이격되어서 교대로 배치되며, 상기 두 개의 제1 전극부들과 상기 두 개의 제2 전극부들은 상기 가스 유동관 부재의 길이방향을 따라서 연장되는 기둥 형상인, 배기가스 처리용 플라즈마 반응기가 제공된다.According to the present invention, in a plasma reactor installed on an exhaust pipe through which gas discharged from a process chamber flows and decomposing a target component included in the gas using plasma generated by electric discharge, the gas flows inside the reactor. a tube-shaped gas flow pipe member providing a gas flow space; two first electrode parts located in the gas flow space and having the same polarity; and two second electrode parts located in the gas flow space and having a potential difference with each of the two first electrode parts for the discharge, the two first electrode parts and the two second electrode parts comprising the The two first electrode parts and the two second electrode parts are arranged alternately and spaced apart in sequence along the circumferential direction of the gas flow space, the exhaust gas having a columnar shape extending along the longitudinal direction of the gas flow tube member. A plasma reactor for processing is provided.

Description

Plasma reactor for exhaust gas treatment {PLASMA REACTOR FOR TREATING EXHAUST GAS}

본 발명은 반도체 소자, 디스플레이 장치, 태양전지 등을 제조하는 공정이 수행되는 공정챔버에서 배출되는 배기가스를 처리하는 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 플라즈마를 이용하여 공정챔버로부터 배출되는 배기가스를 처리하는 플라즈마 반응기에 관한 것이다.The present invention relates to a technology for treating exhaust gas discharged from a process chamber in which a process of manufacturing a semiconductor device, a display device, a solar cell, etc. is performed, and more particularly, to a technology for treating exhaust gas discharged from a process chamber using plasma. It relates to a plasma reactor for processing.

반도체 소자는 공정챔버에서 웨이퍼 상에 포토리소그래피, 식각, 확산 및 금속증착 등의 공정들이 반복적으로 수행됨으로써 제조되고 있다. 이러한 반도체 제조 공정 중에는 다양한 공정 가스가 사용되며, 공정이 완료된 후에는 공정챔버에 잔류가스가 존재하게 되는데, 공정챔버 내 잔류가스는 유독성분을 포함하고 있기 때문에, 진공펌프에 의해 배출되어서 스크러버와 같은 배기가스 처리장치에 의해 정화된다.Semiconductor devices are manufactured by repeatedly performing processes such as photolithography, etching, diffusion, and metal deposition on a wafer in a process chamber. During the semiconductor manufacturing process, various process gases are used, and after the process is completed, there is residual gas in the process chamber. Since the residual gas in the process chamber contains toxic components, it is discharged by a vacuum pump and is It is purified by the exhaust gas treatment device.

진공펌프의 내부에서는 100℃ 이상의 고온 상태로 배기가스가 압축되므로, 배기가스에 포함된 일부 성분의 상변이가 쉽게 발생하여 진공펌프 내부에 고체성 부산물인 파우더가 형성되어서 축적되며, 배기가스에는 F, Cl과 같은 부식성 가스성분이 포함되어 있다. 이러한 진공펌프 내 파우더 축적 및 부식성 가스성분은 진공펌프의 주요 고장 원인이다.Inside the vacuum pump, since the exhaust gas is compressed at a high temperature of 100 ° C or higher, the phase change of some components contained in the exhaust gas easily occurs, and powder, a solid by-product, is formed and accumulated inside the vacuum pump, and in the exhaust gas, F , and corrosive gas components such as Cl are included. Powder accumulation and corrosive gas components in the vacuum pump are major causes of failure of the vacuum pump.

배기가스에 의한 진공펌프의 고장을 개선하기 위한 종래의 방법으로 진공펌프의 내부로 퍼징 가스(purging gas)를 주입하여 배기가스 중에서 파우더를 형성할 수 있는 성분의 분압을 낮추어서 고체성 부산물의 형성을 억제하는 방법이 있다.As a conventional method for improving the failure of a vacuum pump caused by exhaust gas, a purging gas is injected into the vacuum pump to lower the partial pressure of components capable of forming powder in the exhaust gas, thereby preventing the formation of solid by-products. There are ways to curb it.

배기가스에 의해 진공펌프 내부에 파우더가 축적되는 문제를 해결하기 위한 다른 방법으로 배기라인에 고체성 부산물을 포집하는 트랩을 설치하는 방법이 있는데, 이는 높은 에너지 소비와 낮은 처리 효율로 한계를 갖는다. 또한, 트랩은 유지/관리를 위하여 교체 및 청소 등 추가적인 작업이 요구된다.As another method for solving the problem of accumulation of powder inside the vacuum pump by exhaust gas, there is a method of installing a trap for collecting solid by-products in the exhaust line, which has limitations due to high energy consumption and low treatment efficiency. In addition, traps require additional work such as replacement and cleaning for maintenance/management.

최근에는 배기가스가 진공펌프로 유입되기 전에 플라즈마 반응기를 이용하여 배기가스에 포함된 성분들 중 문제가 되는 유해성분을 분해하여 문제를 해결하는 방법이 개발되고 있다.Recently, a method of solving the problem by decomposing problematic harmful components among the components included in the exhaust gas using a plasma reactor before the exhaust gas is introduced into the vacuum pump has been developed.

대한민국 등록특허공보 등록번호 10-1065013 "오염 물질 제거용 플라즈마 반응기 및 이의 구동 방법" (2011.09.15.)Republic of Korea Patent Publication Registration No. 10-1065013 "Plasma reactor for removing contaminants and its driving method" (2011.09.15.)

본 발명의 목적은 반도체 소자, 디스플레이 장치, 태양전지 등을 제조하는 공정이 수행되는 공정챔버에서 배출되는 배기가스 처리 효율을 향상시키는 플라즈마 반응기를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a plasma reactor that improves the efficiency of treating exhaust gas discharged from a process chamber in which processes for manufacturing semiconductor devices, display devices, solar cells, and the like are performed.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 공정챔버로부터 배출되는 가스가 유동하는 배기관 상에 설치되어서 상기 가스에 포함된 타겟 성분을 방전에 의해 발생되는 플라즈마를 이용하여 분해하는 플라즈마 반응기에 있어서, 내부에 상기 가스가 유동하는 가스 유동 공간을 제공하는 튜브 형태의 가스 유동관 부재; 상기 가스 유동 공간에 위치하고 동일한 극성을 갖는 두 개의 제1 전극부들; 및 상기 가스 유동 공간에 위치하고 상기 방전을 위해 상기 두 개의 제1 전극부들 각각과 전위차를 갖는 두 개의 제2 전극부들을 포함하며, 상기 두 개의 제1 전극부들과 상기 두 개의 제2 전극부들은 상기 가스 유동 공간의 원주방향을 따라서 차례대로 이격되어서 교대로 배치되며, 상기 두 개의 제1 전극부들과 상기 두 개의 제2 전극부들은 상기 가스 유동관 부재의 길이방향을 따라서 연장되는 기둥 형상인, 배기가스 처리용 플라즈마 반응기가 제공된다.In order to achieve the above object of the present invention, according to one aspect of the present invention, it is installed on an exhaust pipe through which gas discharged from the process chamber flows, and the target component included in the gas is removed by using plasma generated by discharge. A decomposition plasma reactor comprising: a tube-shaped gas flow pipe member providing a gas flow space in which the gas flows; two first electrode parts located in the gas flow space and having the same polarity; and two second electrode parts located in the gas flow space and having a potential difference with each of the two first electrode parts for the discharge, the two first electrode parts and the two second electrode parts comprising the The two first electrode parts and the two second electrode parts are arranged alternately and spaced apart in sequence along the circumferential direction of the gas flow space, the exhaust gas having a columnar shape extending along the longitudinal direction of the gas flow tube member. A plasma reactor for processing is provided.

본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는, 기둥 형상의 두 개의 제1 전극부들과 기둥 형상의 두 개의 제2 전극부들이 가스 유동 공간 내에서 원주방향을 따라 교대로 이격되어서 배치되므로, 방전에 의해 발생되는 플라즈마가 가스 유동 공간에 균일하게 밀집하여 분포됨으로써 플라즈마에 의한 가스 처리 효과가 증대된다.According to the present invention, all of the objects of the present invention described above can be achieved. Specifically, since the two pillar-shaped first electrode parts and the two pillar-shaped second electrode parts are alternately spaced apart along the circumferential direction in the gas flow space, the plasma generated by the discharge is discharged into the gas flow space. By being uniformly densely distributed in the gas processing effect by plasma is increased.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 반응기가 설치된 반도체 제조설비의 개략적인 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1의 블록도에 도시된 플라즈마 반응기의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 플라즈마 반응기의 분해 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 플라즈마 반응기의 A-A'선에 대한 종단면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 플라즈마 반응기의 B-B'선에 대한 종단면도이다.
도 6은 도 2에 도시된 플라즈마 반응기의 평면도로서 가스 유입관 부재를 제외하고 내부가 보이도록 도시한 것이다.
도 7은 플라즈마 반응기의 다른 실시예를 도시한 평면도로서, 도 6과 같은 방식으로 가스 유입관 부재를 제외하고 내부가 보이도록 도시한 것이다.1 is a block diagram showing a schematic configuration of a semiconductor manufacturing facility in which a plasma reactor is installed according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of the plasma reactor shown in the block diagram of FIG. 1;
FIG. 3 is an exploded perspective view of the plasma reactor shown in FIG. 2 .
FIG. 4 is a longitudinal cross-sectional view of the plasma reactor shown in FIG. 2 taken along the line A-A'.
FIG. 5 is a longitudinal cross-sectional view of the plasma reactor shown in FIG. 2 along line BB′.
FIG. 6 is a plan view of the plasma reactor shown in FIG. 2 showing the inside except for the gas inlet pipe member.
FIG. 7 is a plan view showing another embodiment of a plasma reactor, showing the inside except for the gas inlet pipe member in the same manner as in FIG. 6 .

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성 및 작용을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 반응기가 설치된 반도체 제조설비의 개략적인 구성이 블록도로서 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 반도체 제조설비(F)는, 다양한 공정가스를 이용하여 반도체 제조공정이 진행되는 공정챔버(C)와, 공정챔버(C)에서 발생한 잔류가스를 배기가스로서 대기로 방출하기 전 처리하는 스크러버(S)와, 공정챔버(C)에서 발생한 잔류가스가 공정챔버(C)로부터 스크러버(S)로 유동하도록 가스 유동 압력을 형성하는 진공펌프(P)와, 공정챔버(C)와 진공펌프(P)의 사이를 연결하는 챔버 배기관(D1)과, 진공펌프(P)와 스크러버(S)의 사이를 연결하는 펌프 배기관(D2)과, 챔버 배기관(D1) 상에 설치되어서 파우더를 포집하는 트랩(T)과, 챔버 배기관(D1) 상에 설치되어서 방전에 의해 발생하는 플라즈마를 이용하여 가스에 포함된 타겟 성분을 분해하는 플라즈마 반응기(100)와, 플라즈마 반응기(100)에 전력을 공급하는 전원장치(G)를 포함한다. 본 발명의 특징은 플라즈마 반응기(100)로서, 도 1에 도시된 반도체 제조설비에서 플라즈마 반응기(100)를 제외한 나머지 구성들은 본 발명과 관련된 통상의 기술범위 내에서 구성될 수 있다.1 shows a schematic configuration of a semiconductor manufacturing facility in which a plasma reactor is installed according to an embodiment of the present invention is shown as a block diagram. Referring to FIG. 1, a semiconductor manufacturing facility (F) uses a variety of process gases to discharge a process chamber (C) in which a semiconductor manufacturing process is performed and residual gas generated in the process chamber (C) to the atmosphere as exhaust gas. A scrubber (S) for pretreatment, a vacuum pump (P) for forming gas flow pressure so that residual gas generated in the process chamber (C) flows from the process chamber (C) to the scrubber (S), and a process chamber (C) It is installed on the chamber exhaust pipe (D1) connecting between the vacuum pump (P), the pump exhaust pipe (D2) connecting between the vacuum pump (P) and the scrubber (S), and the chamber exhaust pipe (D1), A trap (T) for collecting , a plasma reactor (100) installed on the chamber exhaust pipe (D1) to decompose target components included in the gas using plasma generated by discharge, and power to the plasma reactor (100). It includes a power supply (G) for supplying. A feature of the present invention is the plasma reactor 100, and other components except for the plasma reactor 100 in the semiconductor manufacturing facility shown in FIG. 1 can be configured within the range of conventional technology related to the present invention.

공정챔버(C)에서는 다양한 공정가스를 이용한 반도체 제조공정이 진행된다. 공정챔버(C)에서 발생한 잔류 가스는 챔버 배기관(D1)을 통해 공정챔버(C)로부터 배출된다. 공정챔버(C)는 반도체 제조 설비 기술분야에서 반도체 제조를 위해 통상적으로 사용되는 공정챔버의 구성을 포함하므로, 공정챔버(C)에 대한 상세한 설명은 생략한다.In the process chamber C, a semiconductor manufacturing process using various process gases is performed. Residual gas generated in the process chamber (C) is discharged from the process chamber (C) through the chamber exhaust pipe (D1). Since the process chamber (C) includes a configuration of a process chamber commonly used for semiconductor manufacturing in the field of semiconductor manufacturing equipment technology, detailed description of the process chamber (C) will be omitted.

스크러버(S)는 공정챔버(C)에서 발생한 잔류가스를 배기가스로서 대기로 방출하기 전 처리한다. 공정챔버(C)에서 발생한 잔류가스는 챔버 배기관(D1)과 펌프 배기관(D2)을 통하여 스크러버(S)로 유입된다. 스크러버(S)는 반도체 제조 설비 기술분야에서 배기가스 처리를 위해 통상적으로 사용되는 스크러버의 구성을 포함하므로, 스크러버(S)에 대한 상세한 설명은 생략한다.The scrubber (S) treats the residual gas generated in the process chamber (C) before discharging it to the atmosphere as exhaust gas. Residual gas generated in the process chamber (C) flows into the scrubber (S) through the chamber exhaust pipe (D1) and the pump exhaust pipe (D2). Since the scrubber S includes a configuration of a scrubber commonly used for exhaust gas treatment in the field of semiconductor manufacturing equipment technology, a detailed description of the scrubber S will be omitted.

진공펌프(P)는 공정챔버(C)에서 발생한 잔류가스가 챔버 배기관(D1)과 펌프 배기관(D2)을 통해 스크러버(S)로 유동하도록 가스 유동 압력을 형성한다. 진공펌프(P)는 반도체 제조 설비 기술분야에서 통상적으로 사용되는 진공펌프의 구성을 포함하므로, 진공펌프(P)에 대한 상세한 설명은 생략한다.The vacuum pump (P) forms a gas flow pressure so that the residual gas generated in the process chamber (C) flows to the scrubber (S) through the chamber exhaust pipe (D1) and the pump exhaust pipe (D2). Since the vacuum pump (P) includes a configuration of a vacuum pump commonly used in the field of semiconductor manufacturing equipment technology, a detailed description of the vacuum pump (P) will be omitted.

챔버 배기관(D1)은 공정챔버(C)와 진공펌프(P)의 사이를 연결한다. 챔버 배기관(D1)의 선단은 공정챔버(C)의 배기구와 연결되고, 챔버 배기관(D1)의 후단은 진공펌프(P)의 흡입구와 연결된다. 챔버 배기관(D1)을 통해 공정챔버(C)에서 발생한 잔류가스가 유동하여 진공펌프(P)로 유입된다. 챔버 배기관(D1) 상에 플라즈마 반응기(100)와 트랩(T)이 설치된다.The chamber exhaust pipe (D1) connects between the process chamber (C) and the vacuum pump (P). The front end of the chamber exhaust pipe D1 is connected to the exhaust port of the process chamber C, and the rear end of the chamber exhaust pipe D1 is connected to the suction port of the vacuum pump P. The residual gas generated in the process chamber (C) flows through the chamber exhaust pipe (D1) and flows into the vacuum pump (P). A plasma reactor 100 and a trap T are installed on the chamber exhaust pipe D1.

펌프 배기관(D2)은 진공펌프(P)와 스크러버(S)의 사이를 연결한다. 펌프 배기관(D2)의 선단은 진공펌프(P)의 토출구와 연결되고, 펌프 배기관(D2)의 후단은 스크러버(S)의 흡기구와 연결된다.The pump exhaust pipe (D2) connects between the vacuum pump (P) and the scrubber (S). The front end of the pump exhaust pipe (D2) is connected to the discharge port of the vacuum pump (P), and the rear end of the pump exhaust pipe (D2) is connected to the intake port of the scrubber (S).

트랩(T)은 챔버 배기관(D1) 상에 설치되어서 파우더를 포집한다. 트랩(T)은 챔버 배기관(D1) 상에서 진공펌프(P)에 인접하여 위치하는 것이 바람직하다. 트랩(T)는 반도체 제조 설비 기술분야에서 통상적으로 사용되는 트랩의 구성을 포함하므로, 트랩(T)에 대한 상세한 설명은 생략한다. 도 1에 도시된 반도체 제조설비(F)는 트랩(T)을 포함하는 것으로 설명하지만, 이와는 달리 트랩(T)은 포함되지 않을 수도 있으며 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.A trap T is installed on the chamber exhaust pipe D1 to collect the powder. Trap T is preferably located adjacent to vacuum pump P on chamber exhaust pipe D1. Since the trap T includes a configuration of a trap commonly used in the field of semiconductor manufacturing facilities, a detailed description of the trap T will be omitted. Although the semiconductor manufacturing facility F shown in FIG. 1 is described as including a trap T, otherwise, the trap T may not be included, and this also falls within the scope of the present invention.

플라즈마 반응기(100)는 챔버 배기관(D1) 상에 설치되어서 방전에 의해 발생하는 플라즈마를 이용하여 챔버 배기관(D1)을 유동하는 가스에 포함된 유해 성분과 같은 타겟 성분을 분해한다. 본 실시예에서는 플라즈마 반응기(100)가 유전체 장벽 방전에 의한 플라즈마를 이용하는 것으로 설명한다. 플라즈마 반응기(100)는 전원장치(G)로부터 유전체 장벽 방전을 발생시키기 위한 교류전력을 공급받는다. 플라즈마 반응기(100)는 챔버 배기관(D1) 상에서 진공펌프(P)에 인접하여 위치하는 것이 바람직하며, 트랩(T)보다는 상류에 위치한다.The plasma reactor 100 is installed on the chamber exhaust pipe D1 and decomposes target components such as harmful components included in gas flowing through the chamber exhaust pipe D1 using plasma generated by electric discharge. In this embodiment, the plasma reactor 100 will be described as using plasma by dielectric barrier discharge. The plasma reactor 100 receives AC power for generating a dielectric barrier discharge from a power supply device G. The plasma reactor 100 is preferably located adjacent to the vacuum pump P on the chamber exhaust pipe D1, and is located upstream of the trap T.

도 2 내지 도 6에는 플라즈마 반응기(100)의 구조가 도시되어 있다. 도 2 내지 도 6을 참조하면, 플라즈마 반응기(100)는 가스 유입관 부재(110)와, 가스 유입관 부재(110)와 이격되어서 위치하는 가스 배출관 부재(120)와, 가스 유입관 부재(110)와 가스 배출관 부재(120)의 사이에 위치하는 가스 유동관 부재(130)와, 가스 유입관 부재(110)와 가스 배출관 부재(120)의 사이에 위치하고 가스 유동관 부재(130)를 외부에서 감싸는 하우징 부재(140)와, 가스 유동관 부재(130)의 내부에 위치하도록 설치되는 두 개의 제1 전극 부재(150a, 150b)들과, 가스 유동관 부재(130)의 내부에 위치하도록 설치되는 두 개의 제2 전극 부재(160a, 160b)들을 포함한다. 플라즈마 반응기(100)에 대한 설명의 편의를 위하여 직선으로 연장되는 중심축선(X)을 도입한다.2 to 6 show the structure of the plasma reactor 100. Referring to FIGS. 2 to 6 , the plasma reactor 100 includes a gas inlet pipe member 110, a gas discharge pipe member 120 spaced apart from the gas inlet pipe member 110, and a gas inlet pipe member 110. ) and the gas discharge pipe member 120, the gas flow pipe member 130 positioned between the gas inlet pipe member 110 and the gas discharge pipe member 120, and a housing surrounding the gas flow pipe member 130 from the outside. The member 140, the two first electrode members 150a and 150b installed to be positioned inside the gas flow pipe member 130, and the two second electrode members 150a and 150b installed to be positioned inside the gas flow pipe member 130. It includes electrode members 160a and 160b. For convenience of description of the plasma reactor 100, a central axis X extending in a straight line is introduced.

가스 유입관 부재(110)는 중심축선(X)을 따라 연장되는 유입관부(111)와, 유입관부(111)로부터 바깥쪽으로 확장되어서 형성된 유입부 플랜지(115)를 구비한다.The gas inlet pipe member 110 includes an inlet pipe portion 111 extending along the central axis X and an inlet flange 115 extending outward from the inlet pipe portion 111 .

유입관부(111)는 중심축선(X)을 중심으로 하는 원형의 관형태로서, 유입관부(111)의 내부에 중심축선(X)을 따라 연장되는 가스 유입 통로(112)가 형성된다. 가스 유입 통로(112)의 끝단에 챔버 배기관(D1)의 끝단이 결합되어서 연통된다. 가스 유입 통로(112)를 통해 처리대상 가스가 플라즈마 반응기(100)의 내부로 유입된다.The inlet pipe part 111 has a circular tubular shape centered on the central axis line X, and a gas inlet passage 112 extending along the central axis line X is formed inside the inlet pipe part 111. The end of the chamber exhaust pipe (D1) is coupled to the end of the gas inlet passage 112 and communicates therewith. A gas to be processed is introduced into the plasma reactor 100 through the gas introduction passage 112 .

유입부 플랜지(115)는 유입관부(111)로부터 바깥쪽으로 확장되어서 형성된다. 유입부 플랜지(115)에는 두 개의 제1 전극 부재(150a, 150b)들이 각각 결합되는 두 개의 제1 전극 결합구(117a, 117b)들이 형성된다. 두 개의 제1 전극 결합구(117a, 117b)들 각각은 유입부 플랜지(115)에 고정된 두 개의 제1 절연체(116a, 116b)에 형성된다. 두 개의 제1 절연체(116a, 116b)에 의해 가스 유입관 부재(110)는 두 개의 제1 전극 부재(150a, 150b)들과 전기적으로 절연된다. 여기서, 두 개의 제1 절연체(116a, 116b)들 중 하나의 제1 절연체(116a)를 제1A 절연체로, 나머지 하나의 제1 절연체(116b)를 제1B 절연체로 구분한다. 또한, 두 개의 제1 전극 결합구(117a, 117b)들 중 제1A 절연체(116a)에 형성된 하나의 제1 전극 결합구(117a)를 제1A 전극 결합구로, 제1B 절연체(116b)에 형성된 나머지 하나의 제1 전극 결합구(117b)를 제1B 전극 결합구로 구분한다.The inlet flange 115 is formed by extending outwardly from the inlet pipe part 111 . Two first electrode couplers 117a and 117b to which the two first electrode members 150a and 150b are respectively coupled are formed on the inlet flange 115 . Each of the two first electrode couplers 117a and 117b is formed on two first insulators 116a and 116b fixed to the inlet flange 115 . The gas inlet pipe member 110 is electrically insulated from the two first electrode members 150a and 150b by the two first insulators 116a and 116b. Here, among the two first insulators 116a and 116b, one first insulator 116a is classified as a 1A insulator and the other first insulator 116b is classified as a 1B insulator. In addition, among the two first electrode couplers 117a and 117b, one first electrode coupler 117a formed on the 1A insulator 116a is a 1A electrode coupler, and the other formed on the 1B insulator 116b. One first electrode coupler 117b is classified as a 1B electrode coupler.

가스 배출관 부재(120)는 중심축선(X) 상에서 가스 유입관 부재(110)와 이격되어서 위치한다. 가스 배출관 부재(120)는 중심축선(X)을 따라 연장되는 배출관부(121)와, 배출관부(121)로부터 바깥쪽으로 확장되어서 형성된 배출부 플랜지(125)를 구비한다.The gas discharge pipe member 120 is spaced apart from the gas inlet pipe member 110 on the central axis X. The gas discharge pipe member 120 includes a discharge pipe portion 121 extending along the central axis X and a discharge flange 125 extending outward from the discharge pipe portion 121 .

배출관부(121)는 중심축선(X)을 중심으로 하는 원형의 관형태로서, 배출관부(121)의 내부에 중심축선(X)을 따라 연장되는 가스 배출 통로(122)가 형성된다. 가스 배출 통로(122)의 끝단에 챔버 배기관(D1)의 끝단이 결합되어서 연통된다. 가스 배출 통로(122)를 통해 플라즈마 반응기(100)에 의해 처리된 가스가 외부로 배출된다.The discharge pipe portion 121 has a circular tubular shape centered on the central axis X, and a gas discharge passage 122 extending along the central axis X is formed inside the discharge pipe portion 121. The end of the chamber exhaust pipe (D1) is coupled to the end of the gas discharge passage 122 and communicates therewith. The gas processed by the plasma reactor 100 is discharged to the outside through the gas discharge passage 122 .

배출부 플랜지(125)는 배출관부(121)로부터 바깥쪽으로 확장되어서 형성된다. 배출부 플랜지(125)에는 두 개의 제2 전극 부재(160a, 160b)들이 각각 결합되는 두 개의 제2 전극 결합구(127a, 127b)들이 형성된다. 두 개의 제2 전극 결합구(127a, 127b)들 각각은 배출부 플랜지(125)에 고정된 두 개의 제2 절연체(126a, 126b)에 형성된다. 제2 절연체(126a, 126b)에 의해 가스 배출관 부재(120)는 두 개의 제2 전극 부재(160a, 160b)들과 전기적으로 절연된다. 여기서, 두 개의 제2 절연체(126a, 126b)들 중 하나의 제2 절연체(126a)를 제2A 절연체로, 나머지 하나의 제2 절연체(126b)를 제2B 절연체로 구분한다. 또한, 두 개의 제2 전극 결합구(127a, 127b)들 중 제2A 절연체(126a)에 형성된 하나의 제2 전극 결합구(127a)를 제2A 전극 결합구로, 제2B 절연체(126b)에 형성된 나머지 하나의 제2 전극 결합구(127b)를 제2B 전극 결합구로 구분한다.The discharge portion flange 125 is formed by extending outward from the discharge pipe portion 121 . Two second electrode couplers 127a and 127b to which the two second electrode members 160a and 160b are respectively coupled are formed on the discharge flange 125 . Each of the two second electrode couplers 127a and 127b is formed on two second insulators 126a and 126b fixed to the discharge flange 125 . The gas discharge pipe member 120 is electrically insulated from the two second electrode members 160a and 160b by the second insulators 126a and 126b. Here, among the two second insulators 126a and 126b, one second insulator 126a is classified as a 2A insulator and the other second insulator 126b is classified as a 2B insulator. In addition, among the two second electrode couplers 127a and 127b, one second electrode coupler 127a formed on the 2A insulator 126a is a 2A electrode coupler, and the other formed on the 2B insulator 126b. One second electrode coupler 127b is classified as a second electrode coupler 127b.

가스 유동관 부재(130)는 중심축선(X)을 중심으로 하는 원형의 튜브 형태로서, 가스 유입관 부재(110)와 가스 배출관 부재(120)의 사이에 위치한다. 가스 유동관 부재(130)의 내부에는 중심축선(X)을 따라서 연장되는 대체로 원통형의 가스 유동 공간(131)이 형성된다. 가스 유동관 부재(130)의 개방된 양단은 각각 가스 유입관 부재(110)의 유입부 플랜지(115) 및 가스 배출관 부재(120)의 배출부 플랜지(125)와 각각 밀착한다. 처리대상 가스가 가스 유입관 부재(110)의 가스 유입 통로(112)를 통해 가스 유동 공간(131)으로 유입되고, 가스 유동 공간(131)의 가스는 가스 배출관 부재(120)의 가스 배출 통로(122)를 통해 외부로 배출된다. 가스 유동 공간(131)에서 플라즈마에 의해 유해가스 성분이 분해된다. 본 실시예에서 가스 유동관 부재(130)의 재질은 유전체인 것으로 설명한다. 유전체로는 테프론, 지르코니아(ZrO₂), 이트리아(Y₂O₃), 알루미나(Al₂O₃), 사파이어, 석영, 유리, 합성 수지 계열 또는 세라믹 계열 등이 사용될 수 있다. 유전체의 가스 유동관 부재(130)에 의해 플라즈마가 가스 유동 공간(131)에 갇히게 된다. 본 실시예에서는 가스 유동관 부재(130)의 전체가 유전체인 것으로 설명하지만, 이와는 달리 가스 유동관 부재(130)의 내면 만이 유전체층으로 형성될 수도 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.The gas flow pipe member 130 has a circular tube shape centered on the central axis X, and is located between the gas inlet pipe member 110 and the gas discharge pipe member 120. A substantially cylindrical gas flow space 131 extending along the central axis X is formed inside the gas flow pipe member 130 . Both open ends of the gas flow pipe member 130 come into close contact with the inlet flange 115 of the gas inlet pipe member 110 and the outlet flange 125 of the gas discharge pipe member 120, respectively. The gas to be processed flows into the gas flow space 131 through the gas inlet passage 112 of the gas inlet pipe member 110, and the gas in the gas flow space 131 flows into the gas outlet passage of the gas outlet pipe member 120 ( 122) is discharged to the outside. In the gas flow space 131, harmful gas components are decomposed by plasma. In this embodiment, the material of the gas flow pipe member 130 will be described as being a dielectric. As the dielectric, Teflon, zirconia (ZrO ₂ ), yttria (Y ₂ O ₃ ), alumina (Al ₂ O ₃ ), sapphire, quartz, glass, synthetic resin, or ceramic may be used. Plasma is trapped in the gas flow space 131 by the dielectric gas flow pipe member 130 . In this embodiment, it is described that the entirety of the gas flow tube member 130 is a dielectric, but unlike this, only the inner surface of the gas flow tube member 130 may be formed of a dielectric layer, which also falls within the scope of the present invention.

하우징 부재(140)는 중심축선(X)을 중심으로 하는 원형의 튜브 형태로서, 가스 유입관 부재(110)와 가스 배출관 부재(120)의 사이에 위치한다. 하우징 부재(140)는 가스 유동관 부재(130)과 동축으로 배치되어서, 가스 유동관 부재(130)를 외부에서 감싼다. 하우징 부재(140)의 내주면과 가스 유동관 부재(130)의 외주면은 일정 거리로 이격된다. 하우징 부재(140)의 개방된 양단은 각각 가스 유입관 부재(110)의 유입부 플랜지(115) 및 가스 배출관 부재(120)의 배출부 플랜지(125)에 결합된다.The housing member 140 has a circular tube shape centered on the central axis X, and is positioned between the gas inlet pipe member 110 and the gas outlet pipe member 120. The housing member 140 is disposed coaxially with the gas flow pipe member 130 and surrounds the gas flow pipe member 130 from the outside. The inner circumferential surface of the housing member 140 and the outer circumferential surface of the gas flow pipe member 130 are spaced apart by a predetermined distance. Both open ends of the housing member 140 are coupled to the inlet flange 115 of the gas inlet pipe member 110 and the outlet flange 125 of the gas outlet pipe member 120, respectively.

두 개의 제1 전극 부재(150a, 150b)들은 가스 유동관 부재(130)의 내부에 형성되는 가스 유동 공간(131)에 위치하도록 설치된다. 여기서, 두 개의 제1 전극 부재(150a, 150b)들 중 하나의 제1 전극 부재(150a)를 제1A 전극 부재로, 나머지 하나의 제1 전극 부재(150b)를 제1B 전극 부재로 구분하여 설명한다. 제1A 전극 부재(150a)와 제1B 전극 부재(150b)는 실질적으로 동일한 형태, 크기 및 구성으로 이루어진다. 두 개의 제1 전극 부재(150a, 150b)들은 전기 전도성 재질로 이루어진다.The two first electrode members 150a and 150b are installed to be positioned in the gas flow space 131 formed inside the gas flow pipe member 130 . Here, one first electrode member 150a of the two first electrode members 150a and 150b is classified as a 1A electrode member and the other first electrode member 150b is classified as a 1B electrode member. do. The 1A electrode member 150a and the 1B electrode member 150b have substantially the same shape, size, and configuration. The two first electrode members 150a and 150b are made of an electrically conductive material.

제1A 전극 부재(150a)는 제1A 전극부(151a)와 제1A 단자부(155a)를 구비한다.The 1A electrode member 150a includes a 1A electrode portion 151a and a 1A terminal portion 155a.

제1A 전극부(151a)는 가스 유동 공간(131)에 위치하며, 가스 유동관 부재(130)의 길이방향을 따라서 연장되는 기둥 형상으로서, 본 실시예에서는 도시된 바와 같이 원기둥 형상인 것으로 설명한다. 본 실시예에서 제1A 전극부(151a)는 중공형인 것으로 설명하는데, 본 발명은 제1A 전극부(151a)를 중공형으로 제한하지 않는다. 도면에 도시되지는 않았으나, 제1A 전극부(151a)의 내부에는 냉각유체가 순환하는 냉각유체 순환관이 설치될 수 있다.The 1A electrode unit 151a is located in the gas flow space 131 and has a columnar shape extending along the longitudinal direction of the gas flow tube member 130. In this embodiment, it will be described as having a columnar shape as shown. In this embodiment, the 1A electrode part 151a is described as being hollow, but the present invention does not limit the 1A electrode part 151a to be hollow. Although not shown in the drawings, a cooling fluid circulation pipe through which cooling fluid circulates may be installed inside the first 1A electrode unit 151a.

제1A 단자부(155a)는 제1A 전극부(151a)의 길이방향 양단 중 일단(도면에서 상단)으로부터 돌출된 형태로 형성된다. 제1A 단자부(155a)는 제1A 전극부(151a)에 편심되어서 위치한다. 본 실시예에서 제1A 단자부(155a)는 제1A 전극부(151a)의 외주면에 접하여 위치하는 것으로 설명한다. 제1A 단자부(155a)는 유입부 플랜지(115)에 형성된 제1A 전극 결합구(117a)에 삽입되어서 결합되고 외부로 노출된다. 제1A 단자부(155a)가 제1A 전극 결합구(117a)에 삽입되어서 결합된 상태에서 제1A 전극부(151a)는 중심축선(X) 쪽에 인접하여 위치하도록 배치된다. 이 때, 제1A 전극 부재(150a)는 다른 전극 부재들(150b, 160a, 160b)과 이격된다. 제1A 단자부(155a)가 전원장치(G)와 전기적으로 연결되어서 제1A 전극부(151a)에 유전체 장벽 방전을 위한 교류 전력이 공급된다. 본 실시예에서는 제1A 단자부(155a)가 유입부 플랜지(115)에 결합되는 것으로 설명하지만, 이와는 달리 배출부 플랜지(125)에 결합될 수도 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 도시되지는 않았으나, 제1A 전극부(151a)의 내부에 설치되는 냉각유체 순환관은 제1A 단자부(155a)를 통해 외부 냉각유체 유동관과 연결된다.The 1A terminal portion 155a is formed to protrude from one end (top in the drawing) of both ends of the 1A electrode portion 151a in the longitudinal direction. The 1A terminal part 155a is eccentrically located on the 1A electrode part 151a. In this embodiment, the 1A terminal portion 155a will be described as positioned in contact with the outer circumferential surface of the 1A electrode portion 151a. The 1A terminal portion 155a is inserted into and coupled to the 1A electrode coupler 117a formed on the inlet flange 115 and exposed to the outside. In a state in which the 1A terminal portion 155a is inserted into and coupled to the 1A electrode coupler 117a, the 1A electrode portion 151a is disposed adjacent to the central axis X. At this time, the 1A electrode member 150a is spaced apart from the other electrode members 150b, 160a, and 160b. The 1A terminal unit 155a is electrically connected to the power supply unit G, so that AC power for dielectric barrier discharge is supplied to the 1A electrode unit 151a. In this embodiment, the first 1A terminal portion 155a is described as being coupled to the inlet flange 115, but may be coupled to the outlet flange 125 otherwise, which also falls within the scope of the present invention. Although not shown, the cooling fluid circulation pipe installed inside the 1A electrode part 151a is connected to an external cooling fluid flow pipe through the 1A terminal part 155a.

제1B 전극 부재(150b)는 제1B 전극부(151b)와 제1B 단자부(155b)를 구비한다.The 1B electrode member 150b includes a 1B electrode part 151b and a 1B terminal part 155b.

제1B 전극부(151b)는 가스 유동 공간(131)에 위치하며, 가스 유동관 부재(130)의 길이방향을 따라서 연장되는 기둥 형상으로서, 본 실시예에서는 도시된 바와 같이 원기둥 형상인 것으로 설명한다. 제1B 전극부(151b)는 제1A 전극부(151a)와 동일한 형상 및 크기를 갖는다. 본 실시예에서 제1B 전극부(151b)는 중공형인 것으로 설명하는데, 본 발명은 제1B 전극부(151b)를 중공형으로 제한하지 않는다. 도면에 도시되지는 않았으나, 제1B 전극부(151b)의 내부에는 냉각유체가 순환하는 냉각유체 순환관이 설치될 수 있다. The first 1B electrode portion 151b is located in the gas flow space 131 and has a columnar shape extending along the longitudinal direction of the gas flow tube member 130. In this embodiment, it will be described as having a columnar shape as shown. The 1B electrode part 151b has the same shape and size as the 1A electrode part 151a. In this embodiment, the 1B electrode part 151b is described as being hollow, but the present invention does not limit the 1B electrode part 151b to be hollow. Although not shown in the drawings, a cooling fluid circulation pipe through which cooling fluid circulates may be installed inside the first 1B electrode unit 151b.

제1A 전극부(151a)와 제1B 전극부(151b)는 가스 유동 공간(131)에서 중심축선(X)을 중심으로 원주방향을 따라서 대칭이 되는 위치(180도 간격 위치)에 배치되도록 위치한다. 제1A 전극부(151a)와 제1B 전극부(151b)는 동일한 전기적 극성을 갖는다.The 1A electrode part 151a and the 1B electrode part 151b are located in the gas flow space 131 at symmetrical positions (at 180 degree intervals) along the circumferential direction around the central axis X. . The 1A electrode part 151a and the 1B electrode part 151b have the same electrical polarity.

제1B 단자부(155b)는 제1B 전극부(151b)의 길이방향 양단 중 일단(도면에서 상단)으로부터 돌출된 형태로 형성된다. 제1B 단자부(155b)는 제1B 전극부(151b)에 편심되어서 위치한다. 본 실시예에서 제1B 단자부(155b)는 제1B 전극부(151b)의 외주면에 접하여 위치하는 것으로 설명한다. 제1B 단자부(155b)는 유입부 플랜지(115)에 형성된 제1B 전극 결합구(117b)에 삽입되어서 결합되고 외부로 노출된다. 제1B 단자부(155b)가 제1B 전극 결합구(117b)에 삽입되어서 결합된 상태에서 제1B 전극부(151b)는 중심축선(X) 쪽에 인접하여 위치하도록 배치된다. 이 때, 제1B 전극 부재(150b)는 다른 전극 부재들(150a, 160a, 160b)과 이격된다. 제1B 단자부(155b)가 전원장치(G)와 전기적으로 연결되어서 제1B 전극부(151b)에 유전체 장벽 방전을 위한 교류 전력이 공급된다. 본 실시예에서는 제1B 단자부(155b)가 유입부 플랜지(115)에 결합되는 것으로 설명하지만, 이와는 달리 배출부 플랜지(125)에 결합될 수도 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 도시되지는 않았으나, 제1B 전극부(151b)의 내부에 설치되는 냉각유체 순환관은 제1B 단자부(155b)를 통해 외부 냉각유체 유동관과 연결된다.The 1B terminal portion 155b is formed in a form protruding from one end (top in the drawing) of both ends of the 1B electrode portion 151b in the longitudinal direction. The 1B terminal part 155b is located eccentrically to the 1B electrode part 151b. In this embodiment, the first 1B terminal portion 155b will be described as positioned in contact with the outer circumferential surface of the first B electrode portion 151b. The 1B terminal portion 155b is inserted into and coupled to the 1B electrode coupler 117b formed on the inlet flange 115 and exposed to the outside. In a state in which the 1B terminal portion 155b is inserted into and coupled to the 1B electrode coupler 117b, the 1B electrode portion 151b is disposed adjacent to the central axis X. At this time, the 1B electrode member 150b is spaced apart from the other electrode members 150a, 160a, and 160b. The 1B terminal portion 155b is electrically connected to the power supply device G, so that AC power for dielectric barrier discharge is supplied to the 1B electrode portion 151b. In this embodiment, the first 1B terminal portion 155b is described as being coupled to the inlet flange 115, but may be coupled to the outlet flange 125 otherwise, which also falls within the scope of the present invention. Although not shown, the cooling fluid circulation pipe installed inside the 1B electrode part 151b is connected to the external cooling fluid flow pipe through the 1B terminal part 155b.

두 개의 제2 전극 부재(160a, 160b)들은 가스 유동관 부재(130)의 내부에 형성되는 가스 유동 공간(131)에 위치하도록 설치된다. 여기서, 두 개의 제2 전극 부재(160a, 160b)들 중 하나의 제2 전극 부재(160a)를 제2A 전극 부재로, 나머지 하나의 제2 전극 부재(160b)를 제2B 전극 부재로 구분하여 설명한다. 제2A 전극 부재(160a)와 제2B 전극 부재(160b)는 실질적으로 동일한 형태, 크기 및 구성으로 이루어진다. 두 개의 제2 전극 부재(160a, 160b)들은 전기 전도성 재질로 이루어진다.The two second electrode members 160a and 160b are installed to be positioned in the gas flow space 131 formed inside the gas flow pipe member 130 . Here, one second electrode member 160a of the two second electrode members 160a and 160b is classified as a 2A electrode member and the other second electrode member 160b is classified as a 2B electrode member. do. The 2A electrode member 160a and the 2B electrode member 160b have substantially the same shape, size, and configuration. The two second electrode members 160a and 160b are made of an electrically conductive material.

제2A 전극 부재(160a)는 제2A 전극부(161a)와 제2A 단자부(165a)를 구비한다.The 2A electrode member 160a includes a 2A electrode portion 161a and a 2A terminal portion 165a.

제2A 전극부(161a)는 가스 유동 공간(131)에 위치하며, 가스 유동관 부재(130)의 길이방향을 따라서 연장되는 기둥 형상으로서, 본 실시예에서는 도시된 바와 같이 제1A 전극부(151a) 및 제1B 전극부(151b)와 같은 원기둥 형상인 것으로 설명한다. 본 실시예에서 제2A 전극부(161a)는 중공형인 것으로 설명하는데, 본 발명은 제2A 전극부(161a)를 중공형으로 제한하지 않는다. 도면에 도시되지는 않았으나, 제2A 전극부(161a)의 내부에는 냉각유체가 순환하는 냉각유체 순환관이 설치될 수 있다.The 2A electrode unit 161a is located in the gas flow space 131 and has a columnar shape extending along the longitudinal direction of the gas flow pipe member 130. In this embodiment, as shown, the 1A electrode unit 151a And it will be described as having a cylindrical shape like the 1B electrode part 151b. In this embodiment, the 2A electrode portion 161a is described as having a hollow shape, but the present invention does not limit the 2A electrode portion 161a to a hollow shape. Although not shown in the drawings, a cooling fluid circulation pipe through which cooling fluid circulates may be installed inside the 2A electrode unit 161a.

제2A 단자부(165a)는 제2A 전극부(161a)의 길이방향 양단 중 일단(도면에서 하단)으로부터 돌출된 형태로 형성된다. 제2A 단자부(165a)는 제2A 전극부(161a)에 편심되어서 위치한다. 본 실시예에서 제2A 단자부(165a)는 제2A 전극부(161a)의 외주면에 접하여 위치하는 것으로 설명한다. 제2A 단자부(165a)는 배출부 플랜지(125)에 형성된 제2A 전극 결합구(127a)에 삽입되어서 결합되고 외부로 노출된다. 제2A 단자부(165a)가 제2A 전극 결합구(127a)에 삽입되어서 결합된 상태에서 제2A 전극부(161a)는 중심축선(X) 쪽에 인접하여 위치하도록 배치된다. 이 때, 제2A 전극 부재(160a)는 다른 전극 부재들(150b, 150b, 160b)과 이격된다. 제2A 단자부(165a)가 전원장치(G)와 전기적으로 연결되어서 제2A 전극부(161a)에 유전체 장벽 방전을 위한 교류 전력이 공급된다. 본 실시예에서는 제2A 단자부(165a)가 배출부 플랜지(125)에 결합되는 것으로 설명하지만, 이와는 달리 유입부 플랜지(115)에 결합될 수도 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 도시되지는 않았으나, 제2A 전극부(161a)의 내부에 설치되는 냉각유체 순환관은 제2A 단자부(165a)를 통해 외부 냉각유체 유동관과 연결된다.The 2A terminal portion 165a is formed to protrude from one end (lower end in the drawing) of both ends of the 2A electrode portion 161a in the longitudinal direction. The 2A terminal part 165a is eccentrically located on the 2A electrode part 161a. In this embodiment, the 2A terminal portion 165a will be described as positioned in contact with the outer circumferential surface of the 2A electrode portion 161a. The 2A terminal portion 165a is inserted into and coupled to the 2A electrode coupler 127a formed on the discharge portion flange 125 and exposed to the outside. In a state in which the 2A terminal portion 165a is inserted into and coupled to the 2A electrode coupler 127a, the 2A electrode portion 161a is disposed adjacent to the central axis X. At this time, the 2A electrode member 160a is spaced apart from the other electrode members 150b, 150b, and 160b. The 2A terminal unit 165a is electrically connected to the power supply unit G, so that AC power for dielectric barrier discharge is supplied to the 2A electrode unit 161a. In this embodiment, the 2A terminal portion 165a is described as being coupled to the discharge flange 125, but it may be coupled to the inlet flange 115, which also falls within the scope of the present invention. Although not shown, the cooling fluid circulation pipe installed inside the 2A electrode part 161a is connected to the external cooling fluid flow pipe through the 2A terminal part 165a.

제2B 전극 부재(160b)는 제2B 전극부(161b)와 제2B 단자부(165b)를 구비한다.The 2B electrode member 160b includes a 2B electrode part 161b and a 2B terminal part 165b.

제2B 전극부(161b)는 가스 유동 공간(131)에 위치하며, 가스 유동관 부재(130)의 길이방향을 따라서 연장되는 기둥 형상으로서, 본 실시예에서는 도시된 바와 같이 제1A 전극부(151a) 및 제1B 전극부(151b)와 같은 원기둥 형상인 것으로 설명한다. 제2B 전극부(161b)는 제2A 전극부(161a)와 동일한 형상 및 크기를 갖는다. 본 실시예에서 제2B 전극부(161b)는 중공형인 것으로 설명하는데, 본 발명은 제2B 전극부(161b)를 중공형으로 제한하지 않는다. 도면에 도시되지는 않았으나, 제2B 전극부(161b)의 내부에는 냉각유체가 순환하는 냉각유체 순환관이 설치될 수 있다. The 2B electrode part 161b is located in the gas flow space 131 and has a columnar shape extending along the longitudinal direction of the gas flow pipe member 130. In this embodiment, as shown, the 1A electrode part 151a And it will be described as having a cylindrical shape like the 1B electrode part 151b. The 2B electrode part 161b has the same shape and size as the 2A electrode part 161a. In this embodiment, the 2B electrode portion 161b is described as having a hollow shape, but the present invention does not limit the 2B electrode portion 161b to a hollow shape. Although not shown in the drawing, a cooling fluid circulation pipe through which cooling fluid circulates may be installed inside the 2B electrode unit 161b.

제2A 전극부(161a)와 제2B 전극부(161b)는 가스 유동 공간(131)에서 중심축선(X)을 중심으로 원주방향을 따라서 대칭이 되는 위치(180도 간격 위치)에 배치되도록 위치한다. 제2A 전극부(161a)와 제2B 전극부(161b)는 동일한 전기적 극성을 갖으며, 유전체 장벽 방전을 위해 제1A 전극부(151a) 및 제1B 전극부(151b)와 사이에 전위차가 형성된다.The 2A electrode part 161a and the 2B electrode part 161b are positioned to be symmetrical along the circumferential direction with respect to the central axis X in the gas flow space 131 (at 180 degree intervals). . The 2A electrode portion 161a and the 2B electrode portion 161b have the same electrical polarity, and a potential difference is formed between the 1A electrode portion 151a and the 1B electrode portion 151b for dielectric barrier discharge. .

중심축선(X)에 대한 원주방향을 따라서 제1A 전극부(151a), 제2A 전극부(161a), 제1B 전극부(151b), 제2B 전극부(161b)가 차례대로 등간격(즉, 90°간격)으로 이격되어서 배치된다.Along the circumferential direction with respect to the central axis X, the 1A electrode portion 151a, the 2A electrode portion 161a, the 1B electrode portion 151b, and the 2B electrode portion 161b are sequentially spaced at equal intervals (ie, are spaced apart at 90° intervals).

기둥 형상의 두 개의 제1 전극부(151a, 151b)들과 기둥 형상의 두 개의 제2 전극부(161a, 161b)들이 가스 유동 공간(131) 내에서 원주방향을 따라 이격되어서 배치되므로, 전극부(151a, 151b, 161a, 161b)들 사이의 방전에 의해 발생하는 전기장이 가스 유동 공간(131)의 중심부(중심축선(X)에 가까운 영역)에 집중되고, 유전체 장벽 방전에 의해 발생되는 플라즈마가 가스 유동 공간(131)에서 가스 대부분이 유동하는 중심부에 밀집하여 분포됨으로써, 전기장을 따라 움직이는 높은 에너지의 전자와 이온이 중심부를 유동하는 처리대상 가스의 입자와 충돌하여 플라즈마에 의한 가스 처리 효과가 증대된다.Since the two pillar-shaped first electrode parts 151a and 151b and the two pillar-shaped second electrode parts 161a and 161b are spaced apart from each other along the circumferential direction in the gas flow space 131, the electrode part The electric field generated by the discharge between (151a, 151b, 161a, 161b) is concentrated in the center of the gas flow space 131 (region close to the central axis X), and the plasma generated by the dielectric barrier discharge In the gas flow space 131, most of the gas is distributed densely in the center, where electrons and ions of high energy moving along the electric field collide with particles of the target gas flowing in the center, increasing the gas treatment effect by plasma. do.

제2B 단자부(165b)는 제2B 전극부(161b)의 길이방향 양단 중 일단(도면에서 하단)으로부터 돌출된 형태로 형성된다. 제2B 단자부(165b)는 제2B 전극부(161b)에 편심되어서 위치한다. 본 실시예에서 제2B 단자부(165b)는 제2B 전극부(161b)의 외주면에 접하여 위치하는 것으로 설명한다. 제2B 단자부(165b)가 제2B 전극 결합구(127b)에 삽입되어서 결합된 상태에서 제2B 전극부(161b)는 중심축선(X) 쪽에 인접하여 위치하도록 배치된다. 이 때, 제2B 전극 부재(160b)는 다른 전극 부재들(150a, 150b, 160a)과 이격된다. 제2B 단자부(165b)가 전원장치(G)와 전기적으로 연결되어서 제2B 전극부(161b)에 유전체 장벽 방전을 위한 교류 전력이 공급된다. 본 실시예에서는 제2B 단자부(165b)가 배출부 플랜지(125)에 결합되는 것으로 설명하지만, 이와는 달리 유입부 플랜지(115)에 결합될 수도 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 도시되지는 않았으나, 제2B 전극부(161b)의 내부에 설치되는 냉각유체 순환관은 제2B 단자부(165b)를 통해 외부 냉각유체 유동관과 연결된다.The 2B terminal portion 165b is formed in a shape protruding from one end (lower end in the drawing) of both ends in the longitudinal direction of the 2B electrode portion 161b. The 2B terminal part 165b is located eccentrically to the 2B electrode part 161b. In this embodiment, the 2B terminal portion 165b will be described as positioned in contact with the outer circumferential surface of the 2B electrode portion 161b. In a state in which the 2B terminal portion 165b is inserted into and coupled to the 2B electrode coupler 127b, the 2B electrode portion 161b is disposed adjacent to the central axis X. At this time, the 2B electrode member 160b is spaced apart from the other electrode members 150a, 150b, and 160a. The 2B terminal portion 165b is electrically connected to the power supply device G, so that AC power for dielectric barrier discharge is supplied to the 2B electrode portion 161b. In this embodiment, the 2B terminal portion 165b is described as being coupled to the outlet flange 125, but it may be coupled to the inlet flange 115 otherwise, which also falls within the scope of the present invention. Although not shown, the cooling fluid circulation pipe installed inside the 2B electrode part 161b is connected to the external cooling fluid flow pipe through the 2B terminal part 165b.

두 개의 제1 전극부(151a, 151b)들 및 두 개의 제2 전극부(161a, 161b)들 사이에서 유전체 장벽 방전이 발생하도록, 두 개의 제1 전극부(151a, 151b)들 또는 두 개의 제2 전극부(161a, 161b)들의 외면에는 유전체층이 형성된다. 즉, 두 개의 제1 전극부(151a, 151b)들의 외면에 유전체층이 형성되고 두 개의 제2 전극부(161a, 161b)들의 외면에는 유전체층이 형성되지 않거나, 두 개의 제1 전극부(151a, 151b)들의 외면에 유전체층이 형성되지 않고 두 개의 제2 전극부(161a, 161b)들의 외면에는 유전체층이 형성되거나, 두 개의 제1 전극부(151a, 151b)들의 외면 및 두 개의 제2 전극부(161a, 161b)들의 외면 모두에 유전체층이 형성될 수 있다.The two first electrode portions 151a and 151b or the two second electrode portions 151a and 151b or the two second electrode portions 151a and 151b generate dielectric barrier discharge between the two first electrode portions 151a and 151b and the two second electrode portions 161a and 161b. Dielectric layers are formed on outer surfaces of the two electrode parts 161a and 161b. That is, the dielectric layer is formed on the outer surfaces of the two first electrode portions 151a and 151b and the dielectric layer is not formed on the outer surfaces of the two second electrode portions 161a and 161b, or the two first electrode portions 151a and 151b ), a dielectric layer is not formed on the outer surfaces of the two second electrode parts 161a and 161b, or a dielectric layer is formed on the outer surfaces of the two first electrode parts 151a and 151b and the two second electrode parts 161a. , 161b) may be formed on all outer surfaces of the dielectric layer.

본 실시예에서는 도 6에서 제1A 전극부(151a)의 외주 일부와 제1B 전극부(151b)의 외주 일부에 대한 단면 구조를 각각 도시한 A와 B에 도시된 바와 같이, 제1A 전극부(151a)의 외면에 유전체층(153a)이 형성되고 제1B 전극부(151b)의 외면에 유전체층(153b)이 형성되는 것으로 설명한다.In this embodiment, as shown in A and B respectively showing the cross-sectional structures of a part of the outer circumference of the 1A electrode part 151a and a part of the outer circumference of the 1B electrode part 151b in FIG. 6, the 1A electrode part ( It will be described that the dielectric layer 153a is formed on the outer surface of 151a) and the dielectric layer 153b is formed on the outer surface of the 1B electrode portion 151b.

본 실시예에서는 두 개의 제1 전극부(151a, 151b)들이 동일한 전기적 극성을 갖고, 두 개의 제2 전극부(161a, 161b)들이 제1 전극부(151a, 151b)들과 다른 전기적 극성을 갖도록 전원장치(G)로부터 교류전력을 공급받는 것으로 설명하는데, 이와는 달리 두 개의 제1 전극부(151a, 151b)는 구동 전극으로서 전원장치(G)로부터 교류전력을 공급받고 두 개의 제2 전극부(161a, 161b)들은 접지 전극으로 작용할 수도 있다.In this embodiment, the two first electrode portions 151a and 151b have the same electrical polarity, and the two second electrode portions 161a and 161b have different electrical polarities from the first electrode portions 151a and 151b. It is described as being supplied with AC power from the power supply device G, but unlike this, the two first electrode parts 151a and 151b are supplied with AC power from the power supply device G as driving electrodes, and the two second electrode parts ( 161a, 161b) may serve as a ground electrode.

본 실시예에서는 플라즈마 반응기(100)가 유전체 장벽 방전에 의한 플라즈마를 이용하는 것으로 설명하지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 플라즈마를 발생시킬 수 있는 전극 사이의 교류 방전은 예를 들어 1torr 정도의 진공 상태에서 유전체 없이도 잘 일어나므로, 이 경우 유전체층(153a, 153b)이 구비되지 않을 수도 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다. In this embodiment, the plasma reactor 100 is described as using plasma by dielectric barrier discharge, but the present invention is not limited thereto. AC discharge between electrodes capable of generating plasma occurs well without a dielectric in a vacuum state of, for example, about 1 torr, so in this case, the dielectric layers 153a and 153b may not be provided, which also falls within the scope of the present invention. will be.

상기 실시예에서는 두 개의 제1 전극부(151a, 151b)들과 두 개의 제1 전극부(161a, 161b)들이 원기둥 형상인 것으로 설명하지만, 이와는 달리 타원 기둥과 같은 다른 형상일 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.In the above embodiment, the two first electrode parts 151a and 151b and the two first electrode parts 161a and 161b are described as having a cylindrical shape, but they may have other shapes, such as an elliptical pillar, which is also are within the scope of the present invention.

도 7에는 다른 형상의 전극부가 사용되는 실시예가 도시되어 있다. 도 7을 참조하면, 기둥 형상의 두 개의 제1 전극부(251a, 251b)들과 기둥 형상의 두 개의 제2 전극부(261a, 261b)들이 원주방향을 따라서 교대로 등간격으로 이격되어서 배치된다. 7 shows an embodiment in which an electrode unit having a different shape is used. Referring to FIG. 7 , two pillar-shaped first electrode parts 251a and 251b and two pillar-shaped second electrode parts 261a and 261b are alternately spaced apart at equal intervals along the circumferential direction. .

제1A 전극부(251a)의 외주면에는 제2A 전극부(261a)와 대향하는 대체로 평평한 제1 측면부(252a)와, 제2B 전극부(261b)와 대향하는 대체로 평평한 제2 측면부(253a)이 형성되고, 제1 측면부(252a)와 제2 측면부(253a)의 사이에는 가스 유동 공간(131)의 중심부를 향하는 볼록한 곡면이 추가로 형성된다.A substantially flat first side portion 252a facing the 2A electrode portion 261a and a substantially flat second side portion 253a opposing the 2B electrode portion 261b are formed on the outer circumferential surface of the 1A electrode portion 251a. A convex curved surface toward the center of the gas flow space 131 is additionally formed between the first side portion 252a and the second side portion 253a.

제1B 전극부(251b)의 외주면에는 제2A 전극부(261a)와 대향하는 대체로 평평한 제1 측면부(252b)와, 제2B 전극부(261b)와 대향하는 대체로 평평한 제2 측면부(253b)가 형성되고, 제1 측면부(252b)와 제2 측면부(253b)의 사이에는 가스 유동 공간(131)의 중심부를 향하는 볼록한 곡면이 추가로 형성된다.A substantially flat first side portion 252b facing the 2A electrode portion 261a and a substantially flat second side portion 253b facing the 2B electrode portion 261b are formed on the outer circumferential surface of the 1B electrode portion 251b. A convex curved surface toward the center of the gas flow space 131 is additionally formed between the first side portion 252b and the second side portion 253b.

제2A 전극부(261a)의 외주면에는 제1A 전극부(251a)와 대향하는 대체로 평평한 제1 측면부(262a)와, 제1B 전극부(251b)와 대향하는 대체로 평평한 제2 측면부(263a)가 형성되고, 제1 측면부(262a)와 제2 측면부(263a)의 사이에는 가스 유동 공간(131)의 중심부를 향하는 볼록한 곡면이 추가로 형성된다.A substantially flat first side portion 262a facing the 1A electrode portion 251a and a substantially flat second side portion 263a opposing the 1B electrode portion 251b are formed on the outer circumferential surface of the 2A electrode portion 261a. A convex curved surface toward the center of the gas flow space 131 is additionally formed between the first side portion 262a and the second side portion 263a.

제2B 전극부(261b)의 외주면에는 제1A 전극부(251a)와 대향하는 대체로 평평한 제1 측면부(262b)와, 제1B 전극부(251b)와 대향하는 대체로 평평한 제2 측면부(263b)가 형성되고, 제1 측면부(262b)와 제2 측면부(263b)의 사이에는 가스 유동 공간(131)의 중심부를 향하는 볼록한 곡면이 추가로 형성된다.A substantially flat first side portion 262b opposite to the 1A electrode portion 251a and a substantially flat second side portion 263b opposite to the 1B electrode portion 251b are formed on the outer circumferential surface of the 2B electrode portion 261b. A convex curved surface toward the center of the gas flow space 131 is additionally formed between the first side portion 262b and the second side portion 263b.

도 7에는 도시된 전극부(251a, 251b, 261a, 261b)들의 형상에 의해 전기장이 가스 유동 공간(131)의 중심부에서 더욱 집중될 수 있다.Due to the shapes of the electrode portions 251a, 251b, 261a, and 261b shown in FIG. 7, the electric field may be more concentrated in the center of the gas flow space 131.

전원장치(G)는 플라즈마 반응기(100)에서 플라즈마 처리를 위한 방전이 발생하도록 필요한 교류 전력을 공급한다. 구체적으로, 전원장치(G)는 플라즈마 반응기(100)에 100kHz ~ 400kHz의 교류 전력을 공급하거나, 2MHz ~ 13.56MHz의 고주파의 RF 교류 전력을 공급할 수 있다. RF의 범위에서 처리 효율이 더 높은 장점을 갖지만, 안정적인 방전을 위한 매칭은 더 어려울 수 있다.The power supply device G supplies AC power required to generate discharge for plasma processing in the plasma reactor 100 . Specifically, the power supply device G may supply AC power of 100 kHz to 400 kHz or high-frequency RF AC power of 2 MHz to 13.56 MHz to the plasma reactor 100 . It has the advantage of higher processing efficiency in the range of RF, but matching for stable discharge can be more difficult.

상기 실시예에서는 공정챔버(C)는 반도체 제조설비에 구비되는 공정챔버인 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 본 발명에서 공정챔버는 반도체 제조설비에 구비되는 공정챔버 외에 디스플레이 장치, 태양전지 등을 제조하는 설비에 구비되는 다른 모든 종류 공정챔버를 포함한다.In the above embodiment, the process chamber C has been described as being a process chamber provided in a semiconductor manufacturing facility, but the present invention is not limited thereto. In the present invention, the process chamber includes all other types of process chambers provided in facilities for manufacturing display devices, solar cells, etc., in addition to process chambers provided in semiconductor manufacturing facilities.

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.Although the present invention has been described through the above examples, the present invention is not limited thereto. The above embodiments may be modified or changed without departing from the spirit and scope of the present invention, and those skilled in the art will recognize that such modifications and changes also belong to the present invention.

100 : 플라즈마 반응기 110 : 가스 유입관 부재
111 : 유입관부 112 : 가스 유입 통로
115 : 유입부 플랜지 116a : 제1A 절연체
116b : 제1B 절연체 117a : 제1A 전극 결합구
117b : 제1B 전극 결합구 120 : 가스 배출관 부재
121 : 배출관부 122 : 가스 배출 통로
125 : 배출부 플랜지 126a : 제2A 절연체
126b : 제2B 절연체 127a : 제2A 전극 결합구
127b : 제2B 전극 결합구 130 : 가스 유동관 부재
140 : 하우징 부재 150a : 제1A 전극 부재
151a : 제1A 전극부 155a : 제1A 단자부
150b : 제1B 전극 부재 151b : 제1B 전극부
155b : 제1B 단자부 160a : 제2A 전극 부재
161a : 제2A 전극부 165a : 제2A 단자부
160b : 제2B 전극 부재 161b : 제2B 전극부
165b : 제2B 단자부100: plasma reactor 110: member of gas inlet pipe
111: inlet pipe part 112: gas inlet passage
115: inlet flange 116a: first A insulator
116b: 1B insulator 117a: 1A electrode coupler
117b: 1B electrode coupler 120: gas discharge pipe member
121: discharge pipe portion 122: gas discharge passage
125: discharge flange 126a: 2A insulator
126b: 2B insulator 127a: 2A electrode coupler
127b: 2B electrode coupler 130: gas flow pipe member
140: housing member 150a: 1A electrode member
151a: 1A electrode part 155a: 1A terminal part
150b: 1B electrode member 151b: 1B electrode part
155b: 1B terminal part 160a: 2A electrode member
161a: 2A electrode part 165a: 2A terminal part
160b: 2B electrode member 161b: 2B electrode part
165b: 2B terminal unit

Claims

In a plasma reactor installed on an exhaust pipe through which gas discharged from a process chamber flows, decomposing target components included in the gas using plasma generated by electric discharge,
a gas flow pipe member in the form of a tube providing a gas flow space through which the gas flows;
two first electrode parts located in the gas flow space and having the same polarity; and
It includes two second electrode parts located in the gas flow space and having a potential difference with each of the two first electrode parts for the discharge,
In the gas flow space, the gas flows around a central axis of the gas flow space,
The two first electrode parts and the two second electrode parts are spaced apart from each other in the circumferential direction with respect to the central axis and are alternately disposed, thereby causing discharge between the first electrode part and the second electrode part. The generated electric field is concentrated in the center close to the central axis,
The two first electrode parts and the two second electrode parts have a columnar shape extending along the longitudinal direction of the gas flow pipe member,
Plasma reactor for exhaust gas treatment.

In a plasma reactor installed on an exhaust pipe through which gas discharged from a process chamber flows, decomposing a target component included in the gas using plasma generated by dielectric barrier discharge,
a gas flow pipe member in the form of a tube providing a gas flow space through which the gas flows;
two first electrode parts located in the gas flow space and having the same polarity; and
It includes two second electrode parts located in the gas flow space and having a potential difference with each of the two first electrode parts for the dielectric barrier discharge,
In the gas flow space, the gas flows around a central axis of the gas flow space,
The two first electrode parts and the two second electrode parts are spaced apart from each other in the circumferential direction with respect to the central axis and are alternately disposed, thereby causing discharge between the first electrode part and the second electrode part. The generated electric field is concentrated in the center close to the central axis,
The two first electrode parts or the two second electrode parts have a dielectric layer formed on an outer surface for the dielectric barrier discharge,
The two first electrode parts and the two second electrode parts have a columnar shape extending along the longitudinal direction of the gas flow pipe member,
Plasma reactor for exhaust gas treatment.

According to claim 1 or claim 2,
The two first electrode parts and the two second electrode parts are arranged at equal intervals along the circumferential direction,
Plasma reactor for exhaust gas treatment.

According to claim 1 or claim 2,
The gas flow pipe member is a dielectric material,
Plasma reactor for exhaust gas treatment.

According to claim 1 or claim 2,
The two first electrode parts and the two second electrode parts are hollow,
Plasma reactor for exhaust gas treatment.

The method of claim 5,
Further comprising a cooling fluid circulation pipe through which the cooling fluid installed inside each of the two first electrode parts and the two second electrode parts circulates.
Plasma reactor for exhaust gas treatment.

According to claim 1 or claim 2,
Further comprising a gas inlet pipe member and a gas discharge pipe member respectively coupled to both open ends of the gas flow pipe member,
The gas inlet pipe member includes an inlet pipe portion communicating with the gas flow space and an inlet flange extending outward from the inlet pipe portion and in close contact with one end of the gas flow pipe member,
The gas discharge pipe member includes a discharge pipe portion communicating with the gas flow space and a discharge flange extending outward from the discharge pipe portion and in close contact with the other end of the gas flow pipe member.
Plasma reactor for exhaust gas treatment.

The method of claim 7,
A first terminal portion integrally formed with each of the two first electrode portions and a second terminal portion integrally formed with each of the two second electrode portions,
The first terminal unit is coupled to the inlet flange or the outlet flange,
The second terminal unit is coupled to the inlet flange or the outlet flange,
Plasma reactor for exhaust gas treatment.

The method of claim 8,
The first terminal portion is formed to protrude from one end in the longitudinal direction of the corresponding first electrode portion,
The second terminal portion is formed by protruding from one end in the longitudinal direction of the corresponding second electrode portion,
Plasma reactor for exhaust gas treatment.

The method of claim 9,
The first terminal part is eccentrically located in the corresponding first electrode part,
The second terminal portion is located eccentrically in the corresponding second electrode portion,
Plasma reactor for exhaust gas treatment.

The method of claim 10,
The first terminal portion is positioned in contact with an outer circumferential surface of the corresponding first electrode portion,
The second terminal portion is located in contact with the outer circumferential surface of the corresponding second electrode portion,
Plasma reactor for exhaust gas treatment.

The method of claim 10,
The first electrode part is disposed so that its center is located on the side of the central axis with respect to the corresponding first terminal part,
The second electrode part is disposed so that its center is located on the side of the central axis with respect to the corresponding second terminal part.
Plasma reactor for exhaust gas treatment.

According to claim 1 or claim 2,
The two first electrode parts and the two second electrode parts are cylindrical or elliptical,
Plasma reactor for exhaust gas treatment.

According to claim 1 or claim 2,
On the outer circumferential surface of each of the plurality of electrode parts, two flat side parts opposing each of the two neighboring electrode parts along the circumferential direction are formed,
Plasma reactor for exhaust gas treatment.

According to claim 1 or claim 2,
On the outer circumferential surface of the first electrode portion, two flat side portions opposing each of the two neighboring second electrode portions are formed along the circumferential direction,
On the outer circumferential surface of the second electrode portion, two flat side portions opposing each of the two neighboring first electrode portions are formed along the circumferential direction,
Plasma reactor for exhaust gas treatment.

According to claim 1 or claim 2,
AC power of 100 kHz to 400 kHz or RF high-frequency power of 2 MHz to 13.56 MHz is supplied between the first electrode part and the second electrode part to generate discharge,
Plasma reactor for exhaust gas treatment.