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KR101303711B1 - 대기압 플라즈마 생성 기기 - Google Patents

대기압 플라즈마 생성 기기 Download PDF

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KR101303711B1
KR101303711B1 KR1020087003611A KR20087003611A KR101303711B1 KR 101303711 B1 KR101303711 B1 KR 101303711B1 KR 1020087003611 A KR1020087003611 A KR 1020087003611A KR 20087003611 A KR20087003611 A KR 20087003611A KR 101303711 B1 KR101303711 B1 KR 101303711B1
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유르겐 엥게만
마르쿠스 테스크케
Original Assignee
마쉬넨파브릭 레인하우센 게엠베하
예에 플라즈마 콘줄트 게엠베하
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Abstract

본 발명은 특히 기판을 처리하기 위한 대기압 플라즈마(20, 20a, 20b, 20c, 20d)를 생성하기 위한 기기에 관한 것이며, 상기 기기는 압전 재료로로부터 생성된 유닛(11a, 11b, 11c, 11d)을 포함한다. 상기 유닛은
저 AC 전압을 인가하기 위한 적어도 2개의 전극(17a, 17b, 17c)이 배치되는 적어도 하나의 1차 영역(12, 12a, 12b, 12c), 및 길이 방향(L)에서 1차 영역이 여기될 때 전위차가 생성되는 2차 영역(13)을 포함한다. 본 발명은 특히
2차 영역(13)이 길이 방향(L)을 따라 반대의 극성을 가지는 2개의 부분 영역들(14, 14a, 14b, 14c, 15, 15a, 15b, 15c)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

대기압 플라즈마 생성 기기{DEVICE FOR PRODUCING AN ATMOSPHERIC PRESSURE PLASMA}
본 발명은 기판을 처리하기 위한 대기압 플라즈마를 생성하는 장치에 관한 것이다.
본 발명에 의해 규정된 바와 같은 대기압 플라즈마는 대기압 하에서 생성될 수 있는 플라즈마이지만, 선택적으로 더 높은 기압에서도 생성될 수 있다. 대기압 플라즈마를 생성하는 장치와 관련해서, 펌프 등과 같은 진공 장치를 제거할 수 있다. 그러므로 저압 또는 저온 플라즈마를 생성하는 장치와는 달리, 이러한 유형의 장치는 기본적으로 설계가 간단하다.
본 발명은 특히 기판을 처리하도록 기능할 수 있는 대기압 플라즈마를 생성하는 장치에 관한 것이다. 여기서 기판은 2차원 또는 3차원 고체 본체(solid body)를 일컫는 것으로 이해해야 하고, 이 기판의 표면은 또한 선택적으로 특정한 처리 깊이 이하로 처리될 수 있다 - 예를 들어, 피복될 수 있거나, 활성화될 수 있거나, 세척될 수 있거나, 변형될 수 있거나, 또는 어떤 다른 방식으로 처리될 수 있다. 그렇지만, 본 특허출원에 의해 규정된 기판은 예를 들어 가스 흐름으로 처리될 수도 있는 것으로 이해해야 한다 - 예를 들어 가스 흐름으로 세척될 수 있다.
그러므로 대기압 플라즈마는, 통상적으로 100℃ 미만의 가스 온도를 갖는 소위 "찬(cold)" 저온 플라즈마(nonthermal plasma)와 이 보다 더 높은 가스 온도를 갖는 고온 플라즈마(thermal plasma)로 분류될 수 있다. 본 발명은, 가스 온도가 실내 온도의 범위 내에 있거나, 또는 단지 이 온도보다 약간 더 높다는 이점을 갖는 저온 플라즈마를 우선적으로 취급하는 데, 예를 들어 폴리머 박막(thin polymer film)과 같은 매우 민감한 기판조차도 기판의 표면 또는 기판 자체가 손상됨이 없이 이러한 플라즈마로 장시간 동안 처리될 수 있기 때문이다.
예를 들어, US 5,637, 279에 개시된 것과 같은 배리어 방전(barrier discharge)의 경우나, 예를 들어 DE 102 03 543으로부터 출원인에게 공지되어 있는, 대기압 글로우 방전 플라즈마를 생성하는 장치의 경우에서도, 동작 가스(working gas)를 이온화하는 데 필요한 고전압이 여기 전극으로부터 떨어진 외부 고전압 전원 공급 장치에 의해 공급되는 데, 이 장치는 상대적으로 낮은 AC 전압 - 230V/50Hz의 라인 전압(line voltage)으로부터 가장 간단한 경우에 - 으로부터 1 내지 15 kV 범위의 고전압을 생성하는 강자성 변압기(ferromagnetic electric transformer)를 포함한다. 가능한 동작 가스의 예로는, 비활성 가스, 산소, 질소, 또는 공기를 들 수 있다. 고전압 전력 공급 장치에서 발생된 고전압은 전기적으로 절연된 케이블을 통해 전극들에 공급된다. 이러한 유형의 강자성 변압기를 갖는 대기압 플라즈마를 생성하는 이러한 공지의 장치에서 기본적으로 불리한 것은 그 중량 및 그 크기이며, 또한 이온-생성 필라멘트의 형성(부분 방전) 동안 생성된 전기 펄스가 변압기를 통해 전원 공급 장치로 되전송될 수 있다는 사실이다. 이것은 절연 변압기(isolating transformer)에 의해 억제될 수 있지만, 그럼에도 추가의 비용이 필요하다. 또한, 전자기 효과에 대한 전기적 안전 및 보호를 보장하기 위해서는, 전극에 대해 케이블을 절연시켜야만 하는 데, 이러한 단계는 다시 설비 비용을 증가시킨다. 이것에 높은 변환 및 전송 손실이 더해진다.
제어된 압전 변압기(PF)에 의해, 필요한 고전압을 생성하는 방식이 DE 101 29 041에 공지되어 있다. 이에 의해 상당히 더욱 컴팩트한 디자인이 된다. 이 솔루션은, 로드형 압전 세라믹스(rod-shaped piezoelectric ceramics)가 기계적 변형에 응답해서 전압을 내보내는 공지의 압전 효과에 기초하며; 이 기술은 예를 들어 점화 장치에서 활용된다. 압전 변압기의 원리는, 공진하도록 동작되는 압전 세라믹이 공진 포인트에서 동작하는 저 AC 전압을 인가함으로써 그 1차 영역에서 진동하는 반면, 그 다른 단부, 즉 소위 2차 영역에서는, 생성된 기계적 진동이 고 AC 전압으로 다시 변환되도록 만들어져 있다는 사실에 내재한다. DE 101 29 041에 개시된 솔루션에서, 압전 변압기는 별도의 구성요소인 데, 즉, 생성된 고전압은 전술한 절연된 공급 케이블을 통해 전극을 통과한다.
이하에서 이토 공보라고 지칭되는, 공보(K. Teranishi, S. Suzuki, H. Itoh: "High Efficiency Ozone Production by a Compact Ozonizer Using Piezoelectric Transformer," Chiba Institute of Technology)로부터 이미 한 방식이 공지되어 있는 데, 이에 따르면, 플라즈마를 활용하여 오존을 생성하기 위해, 고전압 전극의 기능을 수행하는 압전 변압기를 사용하여 고전압을 생성한다. 이 목적을 위해, 종래의 편평한 소위 로센 타입(Rosen-type) PT를 사용한다. 로센 타입 PT로 설계된 것은 본질적으로 편평하고 긴 패럴파이프(flat elongated parallepiped)의 형상으로 되어 있는 압전 변압기로 이루어진 장치이다. 이 패럴파이프는 1차 영역과 2차 영역으로 분할된다. 1차 영역에는 재료의 두께에 의해 결정되는 거리만큼 떨어져 있는 2개의 전극이 제공되어 있다. 저 AC 전압, 즉 구체적으로 500V 미만의 진폭의 AC 전압을 인가하여 1차 영역 진동을 만든다. 이러한 진동은 1차 영역에서 2차 영역으로 전송된다. 2차 영역은 종단 범위(longitudinal extent)를 연장시키는 미리 결정된 분극 방향을 가지고 있기 때문에, 이 2차 영역의 종단 범위를 따라 전계 또는 전위차가 생성된다.
로센 타입 PT는 1차 영역에서는 가로로 양호하게 분극되며 2차 영역에서는 세로로 양호하게 분극된다.
이토 공보에 개시된 장치에서는, 미리 결정된 설계로 인해 소형의 컬럼(column)들 내에서 라미너 방전(laminar discharge)만이 가능하다. 2차 영역의 면(face)들을 따라, 구체적으로, 냉각 하우징에 의해 외부적으로 한계가 정해진 환형 내에서, 산소가 통과된다. 이토 공보에 개시된 장치를 이용해서는, 오존 생성 이상의 응용을 실행하는 것이 가능하지 않다. 이토 공보에 개시된 장치를 사용하더라도, 오존 생성이 특별히 효과적이지는 않다. 이토 공보의 장치는 그 응용을 상당히 제약한다는 추가의 단점을 안고 있는 데, 먼저, 전계 제어(field control)가 가능하지 않다. 또한, 플라즈마 방전에 대한 어떤 국부적 또는 공간적 제어를 허용하지 않는 여러 곳에서 기생 방전이 일어난다. 그러므로 큰 면적의 응용을 위한 기회가 제거된다. 개시된 장치는 또한, 플라즈마가 오리피스 튜브(orifice tube)를 벗어나서 수행되고 플라즈마-생성 장치의 범위(contour)를 넘어서 투사하는 "플라즈마-젯(plasma-jet)" 기술에 적절하지 않다.
인용된 이토 공보에 개시된 바와 같은 청구항 1의 전제부에 기재된 바와 같은 장치에 기초하여, 본 발명에 의해 해결되는 문제는 공지의 장치를 더욱 개발시켜 향상된 플라즈마 생성을 제공하는 것이다.
본 발명은 무엇보다도 먼저, 청구항 1의 특징부, 특히, 특징부에 개시된 구성요소들에 의해 이러한 문제를 해결하며, 이에 따라 2차 영역이 길이 방향으로 반대로 분극되는 2개의 부분 영역들을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 원리는 본질적으로 본 발명에 따른 장치에서, 상이한 극성으로 되어 있는 2개의 상이한 부분 영역들을 2차 영역이 포함하는, 압전 재료로 이루어져 있는 변형된 장치를 제공하는 것으로 이루어져 있다. 동시에, 변형예가 준비되는 데, 이 예에서 2개의 부분 영역들은 후술될 분극 기술에 의해 다르게 분극된 압전 재료로 이루어진 단일의 가공품의 구성요소들이다. 대안적으로, 이 2개의 영역들은 또한, 압전 재료로 이루어지고, 서로 인접해서 제공되며, 서로에 대해 떨어져 있거나 서로에 대해 떨어져 있지 않은, 별개의 가공품들로 이루어질 수 있다.
2개의 부분 영역들이, 상이하게 분극된 공통의 가공품으로 이루어지는 경우, 공통의 1차 영역이 이 2개의 부분 영역들과 관련되면 이로울 수 있다. 1차 영역은 저 AC 전압을 2개의 전극에 인가하면 진동하도록 만들어져 있다. 이러한 진동은 2차 영역의 2개의 부분 영역들에 전달된다. 2개의 부분 영역들에 대한 반대의 분극 방향으로 인해, 이 2개의 부분 영역들의 표면을 따라 전계가 생성된다. 여기서, 이 2개의 부분 영역들 사이에서 - 구체적으로, 2차 영역의 자유 단부들의 영역에서, 즉, 1차 영역으로부터 떨어져 있는 부분 영역들의 단부들의 영역에서 가장 큰 전위 및 가장 큰 전계 강도가 발생한다. 이러한 자유 단부들의 영역에서, 대기압 플라즈마가 높은 효율성으로 생성될 수 있다.
본 특허출원의 의미 내에서, 1차 영역의 여기(excitation)는 저 AC 전압이, 압전 재료로 이루어진 장치의 공진 주파수에 대응하는 주파수를 갖는다는 것을 의미한다. 이 공진 주파수는 선택된 압전 재료의 함수이며, 특히, 압전 재료에서의 음향 속도이며, 또한 1차 영역과 2차 영역의 기하학의 함수이다. 통상적인 공진 주파수는 10 내지 500 KHz의 범위에 있다. 1차 영역의 여기는 또한, 파장이 공진 파장의 n배이거나, 또는 n x 0.5배인 주파수에서도 가능하다. 여기의 다른 모드들이 n의 선택의 함수로서 포함된다.
본 발명에 따른 장치에 의하면, 플라즈마를 생성하기 위해 미리 결정된 장소 또는 미리 결정된 영역에서 저 AC 전압원을 사용하여 강렬한 전계를 생성할 수 있다. 그러므로 플라즈마가 이 강렬한 전계를 필요로 하는 곳에서 고전압이 바로 생성된다. 고전압을 전도시키기 위해 특별히 보호된 케이블이나 와이어는 더 이상 필요하지 않다. 또한, 특별히 컴팩트한, 공간 절약형 설계를 달성할 수 있다.
압전 재료 자체는 절연체이다. 그러므로 2차 영역의 표면을 따라 전위차가 트랩되고 측정되는 것이 사실이다. 그렇지만, 예를 들어 2차 영역의 외부를 손가락으로 건드리는 경우, 여기서 저 전하가 방전될 뿐이므로 전기 충격의 위험은 없을 것이다. 그 결과, 종래의 장치에 비해 상대적으로 낮은 안전 요건을 충족시키면 된다. 본 발명에 따른 장치에서는 0.9 이상의 고효율이 달성될 수 있다. 설계 공학과 관련해서, "자연스런" 유전체 장벽(dielectric barrier)의 존재로 인해 특별히 간단한 구성이 된다.
본 발명의 이로운 실시예에서, 2개의 부분 영역들은 특별히 서로 평행하게 제공된다. 이것은 특별히 효과적인 플라즈마의 생성을 제공한다.
본 발명의 다른 이로운 실시예에서, 1차 영역의 여기는 길이 방향을 횡단하는 방향으로 2개의 부분 영역들 사이에 전위차를 생성한다. 그 결과, 2개의 부분 영역들 사이의 접속 영역 근처의 영역에서 특별히 고도로, 2개의 부분 영역들 사이의 영역에서 강렬한 전계가 생성된다. 이것은 특히 2차 영역의 자유 단부들의 영역에 플라즈마의 생성을 가능하게 하고, 이에 따라 기본적으로 라인을 따라 또는 평면을 따라 복수의 부분 영역들이 제공될 때 큰 영역의 플라즈마의 생성이 가능하다. 또한, 생성된 전계는 매우 정확하게 미리 결정될 수 있다.
길이 방향을 횡단하는 방향을 따라 2개의 부분 영역들 사이의 전위차의 생성은, 특히, 부분 영역들의 자유 단부들의 영역에 최대 전위차가 생성된다는 것을 의미한다. 그 결과, 거기에서 최대의 전위차가 생성되고, 이에 의해 이들 영역들에서 양호한 플라즈마가 생성된다.
본 발명의 다른 양호한 실시예에서, 2개의 부분 영역들은 서로 인접하여 제공된다. 이것은 매우 컴팩트한 설계를 제공하고 강력한 전위차가 달성될 수 있게 하며, 이에 따라 2개의 부분 영역들 사이에서 강렬한 전계 강도가 달성될 수있다.
본 발명의 다른 양호한 실시예에서, 2개의 부분 영역들은 서로에 대해 떨어져 있지 않다. 이러한 구현으로, 2차 영역의 2개의 부분 영역들은 상이하게 분극되는 공통의 가공품에 의해 형성되기 때문에 압전 재료로 이루어진 장치에 대한 특별히 간단한 설계가 가능하다. 분극의 구현 및 대응하는 분극 방법에 대해서는 본 출원의 나중에 설명된다. 본 발명의 실시예는 특별히 컴팩트하고 간단한 설계를 제공한다.
본 발명의 다른 이로운 실시예에서, 2개의 부분 영역들은 상이한 방향으로 분극되는 공통의 가공품에 의해 형성된다. 이것은 특별히 간단한 설계를 제공한다.
본 발명의 다른 이로운 실시예에서, 1차 영역 및 2차 영역은 적어도 3개의 다른 방향으로 분극되는 공통의 가공품에 의해 형성된다. 이것은 특별히 간단한 설계를 제공한다.
본 발명의 다른 이로운 실시예에서, 1차 영역 및 2차 영역, 및/또는 부분 영역들은 서로에 대해 부착되는 상이한 가공품들에 의해 형성된다. 이것은 예를 들어, 부분 영역들 및 1차 영역이 제조 후, 초기에 개별적으로 분극될 수 있는 모듈라형 설계를 제공하며, 이 제조에 뒤이어서 조립이 이루어진다. 예를 들어, 적절합 접합 수단 - 예를 들어, 적절합 접착제를 이용하여 조립이 행해질 수 있다. 중요한 인자는 이러한 접합에 의해 1차 영역으로부터 2차 영역으로 공진 진동이 전달될 수 있다는 것이다. 적절한 접합 수단은 공지되어 있다.
본 발명의 다른 이로운 실시예에서, 2개의 부분 영역들은 서로에 대해 약간 떨어져 있다. 이것은 무엇보다도 2개의 부분 영역들의 기계적 및/또는 전기적 분리를 제공할 수 있는 빈 공간(empty space)을 이 2개의 부분 영역들 사이에 제공할 수 있게 한다. 이 빈 공간은 또한 플라즈마 생성뿐만 아니라 이 플라즈마 생성을 위한 프로세스 또는 워킹 가스 모두에 이로운 영향을 미치는 가스 흐름 채널을 제공할 수 있다. 마지막으로, 이 가스 흐름 채널은 또한 처리될 가스 기판(gaseous sustrate)을 도전시킬 수 있다.
또한, 2개의 부분 영역들 사이에 생성된 빈 공간에 절연 소자도 제공될 수 있다. 이러한 형태의 절연 소자는 2개의 부분 영역들의 기계적, 또는 선택적으로 전기적 분리를 확실하게 할 수 있고, 그 결과, 특정하게 미리 결정된 영역들만을 따라서 강렬한 전계 또는 전위차를 형성할 수 있다. 이것은 플라즈마가 생성되는 영역들을 미리 정할 수 있는 정확성을 높인다.
본 발명의 다른 이로운 실시예에서, 각각의 부분 영역은 별도의 1차 영역과 관련된다. 이것은 제1의 1차 영역이 제1 부분 영역과 관련되고, 제2의 1차 영역이 제2 부분 영역과 관련된다는 것을 의미한다. 각각의 2개의 1차 영역들은 적어도 개별적인 단자 전극쌍을 가질 수 있고, 그 결과 각각의 1차 영역에 분리적으로 AC 전압이 공급된다. 이것은 2개의 1차 영역들에 있어서 적어도 3개의 전극이 제공된다는 것을 의미한다. 하나의 전극이 양쪽의 1차 영역들과 공통으로 관련될 수 있다.
2개의 1차 영역들이 동일-위상으로 또는 180°위상-변위되어 여기되며, 어느 경우든지 맞음 위상(in phase)으로 변위된다는 사실이 기본적으로 중요하다. 이것은 강렬한 전계 및 큰 전위차의 효과적이고도 제어된 생성을 제공한다.
본 발명의 다른 이로운 실시예에서, 복수의 상기 부분 영역들은 행으로, 특히 길이 방향을 횡단하여 배향된다(oriented). 부분 영역들의 이러한 형태의 행 구성은 원하는 바에 따라 직선 방향으로 연장되는 구조적 형상을 허용한다. 각각의 부분 영역이 별개의 1차 영역과 이롭게 관련되므로 2개의 부분 영역들 사이에 빈 공간이 유지될 수 있다. 전극 쌍의 수는 부분 영역들의 수에 대응할 수 있다. 부분 영역들의 분극 방향들은 행을 따라 교대로 될 수 있다. 그 결과, 각각의 2개의 인접하는 부분 영역들 사이에, 바람직하게는 자유 단부의 영역에, 플라즈마를 생성할 수 있다.
본 발명의 다른 이로운 실시예에서, 복수의 부분 영역들은 그리드의 방식으로 평면 내에 배향된다. 이것은 특별히 큰 영역의 플라즈마의 생성을 제공하며 이에 따라 특별히 큰 영역의 기판의 처리를 제공한다.
본 발명은 또한 청구항 21의 전제부에 기재된 대기압 플라즈마를 생성하기 위한 장치에 관한 것이다.
본 발명은 다시 위에서 인용된 이토 공보에 기초한다. 본 발명에 의해 해결된 문제는 마찬가지로 대기압 플라즈마의 생성을 향상시키는 것을 포함한다.
본 발명은 청구항 21의 특징부, 특히, 특징부에 개시된 구성요소들에 의해 이러한 문제를 해결하며, 2차 영역은 동일한 방향을 따라 분극되는 2개의 별개의 부분 영역들을 포함하고, 별개의 1차 영역은 각각의 부분 영역과 연관되며, 2개의 1차 영역은 푸시-풀 방식으로 제공되는 것을 특징으로 한다. 이 방법에서, 2개의 1차 영역의 여기는 길이 방향을 횡단하는 방향으로 2개의 부분 영역들 사이에서 전위차를 발생한다.
이러한 본 발명의 원리는 청구항 1에서 언급된 장치의 전술된 기능적 원리를 마찬가지로 고려하면 가장 잘 이해된다.
청구항 1에서는 2차 영역의 반대로 분극된 2개의 영역들이 제공되지만, 본 발명은 동일한 분극 방향을 따라 분극되는 2개의 별개의 부분 영역들을 사용한다. 그렇지만, 이것들은 푸시-풀 방식으로 여기되며, 그 작동은 다양한 수단에 의해 이루어질 수 있다. 2개의 1차 영역들의 푸시-풀 구성은 1차 영역들 모두가 동일한 분극 방향으로 그리고 180°위상-변이되어 분극되지만, 맞음 위상으로, 즉 일정한 위상(constant phase)으로 여기된다는 것을 의미한다. 대안적으로, 중요한 점은 1차 영역들이 동시에 그러나 180°위상 시프트를 가지고 진동하므로 2차 영역의 2개의 별개의 부분 영역들도 일정한 위상으로 그러나 서로에 대해 반대로 진동한다는 점이다. 그 결과, 2개의 부분 영역들 사이에 비교될만한 강렬한 전계 강도가 생성되어 대기압 플라즈마의 생성을 촉진시킨다.
2개의 1차 영역의 푸시-풀 구성은 모두 1차 영역들의 분극 방향들의 선택에 대한 전술한 대안 및 대응하는 관련된 전극 기하학뿐만 아니라 관련 전압 공급선을 포함한다.
2개의 별개의 부분 영역들뿐만 아니라, 예를 들어 마찬가지로 2개의 관련 1차 영역들도 떨어져 있을 수 있고 이들 사이에 특히 가스 흐름 채널 형태의 빈 공간, 또는 절연체를 둘 수 있다. 2개의 부분 영역들 사이의 가스 흐름 채널의 경우, 이 가스 흐름 채널 내에서도 플라즈마 생성이 일어날 수 있다. 2개의 부분 영역들 사이에 절연체가 위치하는 경우, 부분 영역들의 자유 엔드 페이스(free end face)에서, 특히 2개의 부분 영역들 사이의 경계면을 따르는 접속 표면을 따라 플라즈마 생성이 양호하게 이루어진다.
본 발명의 다른 이로운 실시예에서, 2개의 1차 영역은 동일한 분극 방향을 가지며 180°위상-변위되어 여기될 수 있다. 위상-변위 여기는, 180°의 위상 시프트가 제공되는 경우, 2개의 1차 영역들이 서로에 대해 고정된 일정한 위상으로 여기된다는 것을 의미한다. 본 대안에 있어서, 2개의 1차 영역들은 동일한 분극 방향을 따라 분극될 수 있다.
대안적으로, 2개의 1차 영역들은 반대의 분극 방향을 가지며 동일 위상으로, 즉 위상 시프트 없이, 맞음 위상으로 여기될 수 있다.
본 발명의 다른 이로운 실시예에서, 각각의 2개의 1차 영역들은 한 쌍의 전극을 가진다. 이것은 각각의 1차 영역이 별개의 전극 쌍으로서 가질 수 있다는 것을 의미한다. 대안적으로, 전극들 중 하나가 2개의 1차 영역들과 관련되고, 이 전극은 2개의 1차 영역들 사이에 제공되는 배열이 제공될 수 있다.
대안적으로, 하나의 1차 영역 및 하나의 부분 영역 각각은 공통의 가공품에 의해 형성된다. 이것은 특별히 간단한 설계를 제공한다.
또한 대안적으로, 2개의 부분 영역들은 약간 떨어져 있다. 이것은 절연 소자가 2개의 부분 영역들 사이에 제공될 수 있게 하며, 또는 대안적으로, 가스 흐름 채널이 2개의 부분 영역들 사이에 제공될 수 있게 한다.
본 발명의 이로운 실시예에서, 복수의 부분 영역들은 행으로, 특히 길이 방향을 횡단하여 배향된다. 이것은 장치가 복수의 플라즈마-생성 영역을 가지도록 구성될 수 있게 하며, 이에 의해 기판의 전체적인 매우 큰 영역의 처리를 제공할 수 있다.
본 발명의 이로운 실시예에서, 관련 1차 영역들의 푸시-풀 구성은 부분 영역들의 행을 따라 교대로 된다. 이것은 복수의 부분 영역들이 예를 들어 바로 인접하는 또는 떨어져 있는 행을 따라 지향되며, 모든 부분 영역들은 동일한 분극 방향을 갖는다는 것을 의미한다. 길이 방향을 횡단하는 전위차를 생성할 수 있도록 하기 위해, 개별적인 부분 영역들과 연관된 1차 영역들은 동시에 그러나 180°위상-시프트되어 진동해야만 한다. 이것은 각각의 경우에 2개의 인접하는 1차 영역들이 서로에 대해 푸시-풀 방식으로 제공된다는 것을 의미한다. 다시 한 번, 이것은 2개의 서로 다른 대안의 실시예들에 의해 달성될 수 있다. 제1의 대안에서, 2개의 인접하는 1차 영역들은 동일한 분극 방향을 따라 분극되지만, 180°위상-시프트되어 여기된다. 제2의 대안에서, 1차 영역들은 반대의 분극 방향을 가지며 동일-위상으로, 즉 위상 시프트 없이, 맞음 위상으로 여기된다.
본 발명의 이로운 실시예에서, 복수의 부분 영역들은 그리드의 방식으로 평면 내에 배향된다. 이것은 특별히 큰 영역의 기판의 처리를 제공한다. 본 발명의 이 실시예에서, 관련 1차 영역들의 푸시-풀 구성은 제1 방향 및 제2 방향을 따라 교대로 될 수 있다. 그러므로 청구항 33 및 청구항 34를 참조하여 기재된 장치는 설명된 1차원 구성으로부터 2차원 구성으로 전환될 수 있다.
또한, 본 발명은 청구항 37의 전제부에 개시된 대기압 플라즈마를 생성하기 위한 장치에 관한 것이다.
다시, 본 발명은 위에서 인용된 이토 공보에 개시된 바와 같은 장치에 기초한다.
마찬가지로 본 발명에 의해 해결된 문제는 플라즈마의 향상된 특히 더욱 효과적인 생성을 제공하기 위해 공지의 장치를 더 개발하는 것으로 이루어져 있다.
본 발명은 청구항 37의 특징부, 특히, 특징부에 개시된 구성요소들에 의해 이러한 문제를 해결하며, 따라서, 제2의 별개의 1차 영역 및 길이 방향으로 연장하는 제2의 별도의 2차 영역을 포함하는 제2 유닛이 제공되며, 2개의 2차 영역은 서로 평행하게 정렬되며 길이 방향을 횡단하여 서로 떨어져 있고, 2개의 2차 영역은 그들 사이에, 길이 방향으로 진행하는 가스-운반 채널을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 원리는 본질적으로 2개의 2차 영역들을, 2차 영역의 길이 방향을 횡단하는 방향으로, 서로 떨어져서 그러나 서로에 대해 평행하게 배치하는 것을 포함한다. 이 방법에서, 2개의 2차 영역들은 그들 사이에 길이 방향으로 진행하는 가스-운반 채널을 형성할 수 있다. 별개의 1차 영역은 각각의 2개의 2차 영역들과 관련된다. 가스-운반 채널은 또한 2개의 별개의 1차 영역들 사이를 이롭게 연장한다.
2개의 1차 영역들은 서로에 대해 고정된 위상에서 동일-위상으로, 또는 대안적으로 180°위상-변위되어 여기된다. 이 목적을 위해, 각각의 2개의 1차 영역들은 저 AC 전압이 인가되는 한 쌍의 전극을 구비한다. 2개의 1차 영역들은 동시에 여기되며 - 이것은 2개의 1차 영역들이 동일한 분극 방향을 따라 분극되고, 동일-위상으로 또는 180°위상-변위되어 맞음 위상으로 배치된다는 것을 의미한다. 대안적으로, 1차 영역들은 또한 상이한 방햐을 따라, 특히 반대의 방향을 따라 분극될 수 있다.
중요한 인자는 2개의 2차 영역들 사이를 가스 흐름이 통과할 수 있으며, 이 가스 흐름은 2개의 2차 영역들 사이를 형성하는 전계들에 의해 변형될 수 있다는 것이다. 전위차로 인해, 각각의 2차 영역들의 길이 방향으로 또는 이 길이 방향을 횡단하는 방향으로 연장하는 전계를 형성할 수 있다. 전계 라인의 공간적 분포는 본질적으로 2차 영역들이 어떻게 분극되느냐에 좌우되며, 구체적으로, 2개의 대향하는 2차 영역들이 동일한 분극 방향을 따라 분극되는지 또는 반대의 분극 방향으로 분극되는지에 좌우된다. 양쪽의 대안이 가능하다.
매우 정확하게 미리 결정될 수 있는 전계 기하학이 생성되도록 2개의 대향하는 2차 영역들이 제공되며, 전계들은 중첩되어 증폭되는 것이 본 발명의 기능적 원리에 필수적이다. 2차 영역의 2개의 부분 영역들 사이의 영역에서의 플라즈마 생성은 관련 1차 영역들의 동시 여기로 인해 그리고 반대의 2차 영역들을 따라 대응하는 전계의 생성에 의해 촉진된다.
본 발명의 이로운 실시예에서, 복수의 2차 영역들이 직선의 행으로 배치되며, 이들 2차 영역들 사이에 길이 방향으로 진행하는 복수의 가스-운반 채널들이 형성된다. 이것은 큰 체적의 플라즈마 또는 큰 영역의 플라즈마의 생성을 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 복수의 부분 영역들은 특히 그리드의 방식으로 평면 내에 배향되며, 이 부분 영역들 사이에 복수의 가스-운반 채널들이 형성된다. 이것은 특별히 큰 체적의 플라즈마 또는 특별히 큰 영역의 플라즈마를 생성할 수 있게 하며, 마찬가지로 큰 영역의 기판 또는 큰 체적의 기판을 처리할 수 있게 한다.
본 발명은 또한 청구항 40의 전제부에 기재된 바와 같은 대기압 플라즈마를 생성하기 위한 장치에 관한 것이다. 다시, 본 발명은 전술한 이토 공보에 기초한다.
본 발명에 의해 해결된 기본적인 문제는 플라즈마의 향상된 생성이 가능하게 되도록 공지의 장치를 더 개발하는 것이다.
본 발명은 청구항 40의 특징부, 특히, 특징부에 개시된 구성요소들에 의해 이러한 문제를 해결하며, 따라서, 2차 영역이 가스-운반 채널의 벽을 형성하는 곡선의 내부 표면을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 본질적으로 곡선 형상을 가진 2차 영역을 제공하는 것을 포함한다. 이러한 만곡(curvature)으로 인해, 2차 영역은 곡선 내부 표면을 얻는다. 내부 표면은, 본 발명에 따르면, 가스-운반 채널의 벽을 제공한다. 그러므로 워킹 가스 또는 프로세스 가스가 2차 영역의 표면을 따라 직접적으로 통과될 수 있고, 이에 의해, 확대된 표면이 이 만곡으로 인해 달성된다. 그 결과, 더욱 큰 체적으로 또는 확대된 표면을 따라 플라즈마의 생성이 얻어질 수 있거나, 가스와 플라즈마 사이의 향상된 상호작용이 달성될 수 있다. 곡선 내부 표면을 따라 진행하는 전계 라인은, 종래 기술과는 대조적으로, 플라즈마의 생성을 촉진시킨다.
특히, 본 발명은 플라즈마-생성부에 있어서 가스를 운반하기 위한 별도의 베셀을 완전하게 제거하는 능력을 제공한다. 전계 라인의 패턴에 악영향을 미칠 수 있는, 종래 기술에 필요한 베셀은 어떠한 악영향도 생기지 않으면서 2차 영역 자체에 의해 제공된다.
내부 표면은 2차 영역의 길이 방향으로 본질적으로 연장하는 만곡의 라인 주위에 양호하게 만곡된다. 그 결과, 가스 흐름도 세로 축을 따라 통과될 수 있다.
바람직하게, 1차 영역은 방사상으로 분극된다. 이것은 1차 영역의 분극 방향이 만곡의 라인 쪽으로 또는 만곡의 라인으로부터 멀어지는 쪽으로 지향된다는 것을 의미한다.
본 발명의 이로운 실시예에서, 곡선 내부 표면은 대기압 플라즈마에 대한 경계 표면을 제공한다. 그 결과, 별도의 경계 표면의 필요성이 제거된다.
본 발명은 또한 청구항 42의 전제부에 기재된 바와 같은 대기압 플라즈마를 생성하기 위한 장치에 관한 것이다.
다시, 본 발명은 전술한 이토 공보에 기초한다.
본 발명에 의해 해결된 기본적인 문제는 플라즈마의 향상된 생성이 가능하게 되도록 공지의 장치를 더 개발하는 것이다.
본 발명은 청구항 42의 특징부, 특히, 특징부에 개시된 구성요소들에 의해 이러한 문제를 해결하며, 따라서, 길이 방향으로 진행하는 연속적인 가스 흐름 채널이 2차 영역에 제공되며, 2차 영역은 가스 흐름 채널을 완전하게 둘러싸는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 원리는 본질적으로 2차 영역이 가스 흐름 채널을 형성하는 연속적인 개구를 갖는다는 것이다. 2차 영역은 가스 흐름 채널을 완전하게 둘러싼다. 2차 영역은 또한 플라즈마 젯을 위한 오리피스(orifice) 영역을 가질 수 있다. 이 가스 흐름 채널 내에, 예를 들어, 가스의 흐름 속도와 같은 다양한 파라미터에 외존하여, 플라즈마 젯이 가스 흐름 채널의 오리피스 뒤에 연결될 수 있는 플라즈마가 생성될 수 있다. 이 목적을 위해, 오리피스 영역도 또한 노즐형으로 되도록 설계될 수 있다.
가스 흐름 채널을 공급하기 위한 베셀이 완전하게 제거될 수 있다는 사실이 본질적으로 이롭다. 2차 영역 내의 관통 개구의 벽들은 가스 흐름 채널의 벽들을 직접적으로 제공할 수 있다. 그 결과, 간단한 설계를 이용하여 플라즈마의 특별히 이로운 그리고 최적화된 발생이 가능하게 된다.
본 발명의 이로운 실시예에서, 가스 흐름 채널도 또한 1차 영역을 통과한다. 그 결과, 장치가, 단일의 가공품으로부터 이상적으로 제조될 수 있는 벌집 모양 구조를 가지는 것이 가능하다. 이러한 벌집 모양 구조의 제조에 대해서는 후술한다.
가스 흐름 채널도 또한 1차 영역을 통과하는 경우, 1차 영역도 방사상으로 양호하게 분극된다. 이것은 1차 영역의 분극 방향이 가스 흐름 채널의 중심 또는 중심선 쪽으로, 또는 이 중심선에서 멀어지는 쪽으로 지향된다는 것을 의미한다.
이 분극은 전극을 가스-운반 채널의 내부에 그리고 가스-운반 채널의 외부에 적용함으로써, 가장 단순하게 생각할 수 있는 방식으로 유효화될 수 있다.
본 발명의 이로운 실시예에서, 장치는 본질적으로 관형 설계로 되어 있다. 이러한 구조는 특별히 간단한 설계를 제공한다.
대응하는 복수의 관형 장치는 예를 들어 선형 구조로 또는 평면을 따라 조합되어 그리드를 형성할 수 있다. 이것은 또한 큰 영역의 플라즈마 또는 큰 체적의 플라즈마를 생성할 수 있는 벌집 모양 구조를 제공한다.
본 발명은 또한 청구항 46의 전제부에 기재된 바와 같은 대기압 플라즈마를 생성하기 위한 장치에 관한 것이다.
다시, 본 발명은 전술한 이토 공보에 기초한다.
본 발명에 의해 해결된 기본적인 문제는 플라즈마의 향상되고 더욱 효과적인 생성을 제공하는 것이다.
본 발명은 청구항 46의 특징부, 특히, 특징부에 개시된 구성요소들에 의해 이러한 문제를 해결하며, 따라서, 길이 방향으로 진행하는 복수의 연속적인 평행 가스 흐름 채널이 2차 영역에 제공되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 원리는 본질적으로 복수의 가스 흐름 채널을 2차 영역에 제공하는 것으로 이루어져 있다. 가스 흐름 채널은 2차 영역의 길이 방향으로 진행하여 가스 흐름도 또한 전위차가 생성되는 방향을 따라 이루어진다. 가스 흐름 채널은 2차 영역의 벌집 모양 구조를 유도한다. 이것은 본 발명에 따른 장치에 대한 특별히 간단하고 컴팩트한 설계뿐만 아니라 특별히 큰 영역의 플라즈마 생성 및 큰 체적의 플라즈마 생성을 제공한다.
본 발명은 또한 청구항 47의 전제부에 기재된 바와 같은 압전 재료로 이루어진 가공품에 관한 것이다.
다시, 본 발명은 청구항 1의 전제부에 기재된 바와 같은 가공품이 개시되어 있는 전술한 이토 공보에 기초한다.
공지의 장치에 기초하여, 본 발명에 의해 해결된 문제는, 특별히 간단한 방식으로 처리될 수 있고, 대기압 플라즈마를 생성하기에 특별히 잘 적합되어 있는 공지의 가공품을 더 개발하는 것으로 이루어진다.
본 발명은 청구항 47의 특징부, 특히, 특징부에 개시된 구성요소들에 의해 이러한 문제를 해결하며, 따라서, 가공품이 상이한 분극의 적어도 3개의 존을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 원리는 본질적으로 가공품을 상이한 분극의 복수의 존으로 재분하는 것으로 이루어진다. 공지의 가공품은 상이한 분극의 단지 2개의 존을 가지지만, 본 발명에 따라 제공되는 것은 상이한 분극의 적어도 3개의 존이 제공된다는 것이다. 그 결과, 제1 분극 방향을 따라 분극되는 1차 영역을 제공할 수 있고, 2차 영역의 길이 방향으로 분극되는, 즉 1차 영역의 분극 방향을 횡단하여 분극되는 - 그렇지만, 반대의 분극 방향들을 따라 분극되는, 2개의 부분 영역들을 가지는 2차 영역을 제공할 수 있다. 그 결과, 대기압 플라즈마를 생성하기 위한 장치에서 사용될 수 있는, 가공품의 특별히 간단한 제조가 제공될 수 있다.
본 발명은 또한 청구항 48의 전제부에 기재된 바와 같은 압전 재료로 이루어진 단일의 가공품을 분극하는 방법에 관한 것이다.
이러한 방법은 종래의 공보에는 개시되어 있지 않다. 전술한 이토 공보에는 로센-타입 PT로서 설계되어 있는 가공품에 대해 개시되어 있다. 가공품의 분극은 2개의 전극이 1차 영역에 인가되는 로센-타입 PT를 제조하는 것에 이루어진다. 하나의 분극은 제1 분극 방향을 따라 구현된다. 이 목적을 위해, 킬로볼트 범위의 고분극 전압이 2개의 전극 양단에 인가된다. 이어서, 이들 2개의 전극은 동일한 전위로 설정되고 제3 전극은 2차 영역의 엔드 페이스에 적용된다. 이때 이 전극과 이미 부착된 2개의 전극 사이에 킬로볼트 범위의 분극 전압이 다시 인가된다. 이 결과, 1차 영역의 분극 방향을 횡단하여, 즉 2차 영역의 길이 방향으로, 2차 영역 내에서 분극 방향의 분극이 달성된다.
본 발명에 따른 방법에서, 단일의 가공품에서의 3개의 상이한 분극 존의 실현이 제공된다. 그 결과, 반대의 분극으로 2차 영역의 2개의 부분 영역들을 가지는 가공품을 제조하는 것이 가능하다. 이것은 가공품의 특별히 편리한 분극을 제공한다.
본 발명은 또한 청구항 51의 전제부에 기재된 바와 같은 압전 재료로부터 단일의 벌집 모양 구조의 가공품을 제조하는 방법에 관한 것이다. 이러한 방법은 표준의 종래 기술로부터는 출원인에게 공지되어 있지 않다.
본 발명에 의해 해결된 문제는 벌집 모양의 가공품이 간단한 수단에 의해 제조될 수 있는 방법을 제공하는 것으로 이루어진다.
본 발명은 청구항 51의 특징에 의해 이러한 문제를 해결한다.
이에 따라 제공되는 것은 압출 프로세스(extrusion process)의 방식으로 가공품의 제조를 실현하는 것이다. 따라서, 압전 재료는 압출기로부터 뿜어져서 노즐로부터 연속적으로 전달된다. 노즐, 환언하면, 압전 재료용 방출 장치는 제조될 가공품의 벌집 모양 구조를 보완하는 카운터-벌집 모양-구조를 가지며, 이 카운터-벌집 모양-구조는 복수의 맨드렐(mandrel)을 제공한다. 그 결과, 가공품은 길이 방향으로 진행하는 관통 개구를 이용하여 생성된다. 재료는 원하는 길이로 조정될 수 있으며, 이에 의해 관통 개구는 뒤이어서 가공품의 가스 흐름 채널을 제공할 수 있다.
전극을 부착시키기 위해, 압전 재료로 이루어진 조정된 벌집 모양 구조는 전극 침지 조(electrode dipping bath)에 세로로 담그어질 수 있다. 이 방법에서, 전극은 벌집 모양 구조에 부착될 수 있다. 이어서, 분극이 유효화될 수 있다. 2차 영역은 제2 분극 단계에서 분극될 수 있다.
관통 개구는 임의의 원하는 단면 - 예를 들어, 사각형 단면을 가질 수 있다.
본 발명의 추가의 이점은 언급되지 않은 종속항들 및 도면에 도시된 다수의 설명된 실시예에 대한 이하의 상세한 설명에 기초하여 분명하게 될 것이다.
도 1은 반대 방향으로 분극되는 2개의 부분 영역으로 분할되는 2차 영역을 포함하는 본 발명에 따른 장치의 제1 실시예의 개략도이다.
도 2는 도 1의 장치에서 설명의 편의상 생략된 전극 및 전압 공급원의 사시도이며, 1차 영역 및 2차 영역의 2개의 부분 영역이 별도의 소자에 의해 형성되어 있다.
도 3은 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 장치의 제2 실시예를 도시하며, 2차 영역의 2개의 부분 영역 사이에 절연 갭이 제공되어 있고, 2차 영역의 각각의 부분 영역은 별도의 관련 1차 영역과 연관되어 있다.
도 4는 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예에 대한 개략도로서, 2차 영역의 2개의 부분 영역, 및 2개의 연관된 1차 부분 영역이 빈 공간(empty space)에 의해 떨어져 있다.
도 5는 도 1을 고려한 2차 영역의 부분 영역들에 대한 행 구성(row configuration)을 나타낸 도면으로서, 1차 부분 영역들로 재분할된 별도의 1차 영역이 각각의 부분 영역과 연관되어 있다.
도 6은 도 5의 화살표 Ⅵ에 의해 표시된 저면도로 도 5의 장치를 도시한 도면이다.
도 7은 플라즈마 생성 상부(plasma-generating top side)의 평면도로 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예를 도시하며, 2차 영역의 복수의 부분 영역이 직선으로 배향되어 있다.
도 8은 2차 영역의 부분 영역들이 삼각형 단면의 로드형 본체로 형성되어 있는, 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 8에 기초한 관점의 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예를 도시하며, 별도의 1차 영역이 각각의 부분 영역과 연관되어 있고, 부분 영역들 및 1차 부분 영역들이 본질적으로 사각형 단면을 갖는 로드형 본체로 형성되어 있으며, 각각의 로드형 본체는 이웃하는 로드형 본체에 대해 떨어져 위치하고 있다.
도 10은 도 9의 장치와 비교될 수 있는 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예를 도시하며, 로드형 본체들이 서로 떨어져 있지 않다.
도 11은 도 10에 기초한 관점의 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예를 도시하며, 중앙에 제공된 단일의 로드형 본체가 사각형 단면의 환형 본체에 의해 환형의 공간을 두고서 둘러싸이도록 제공되어 있다.
도 12는 도 11에 기초한 관점의 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예를 도시하며, 동심원으로 배치된 3개의 본체가 서로에 직접적으로 대향해서 제공되어 있다.
도 13은 도 11 및 도 12의 실시예들과 비교될 수 있는 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예를 도시하며, 도 11의 도면과는 달리, 본 실시예에서의 중앙의 본체 자체가 통과 개구를 가지고 있다.
도 14는 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예를 도시하며, 2개의 1차 부분 영역들과 2차 영역의 2개의 부분 영역들 사이에 가스 흐름 채널을 형성되도록 2개의 본질적으로 패럴파이프식 본체들이 떨어져 있다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예를 도 14로서 도시하며, 2개의 패럴파이프식 본체 사이에 절연 갭이 제공되어 있다.
도 16은 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예를 도시하며, 동일한 분극 방향을 따라 분극된 2차 영역의 2개의 부분들을 포함한다.
도 17은 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예를 도시하며, 2개의 2차 영역들과 관련 1차 부분 영역들 사이에 빈 공간이 제공되어 있다.
도 18은 중앙 통과 개구를 포함하는 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예를 도시한다.
도 19는 도 18의 실시예와 비교될 수 있는 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예를 도시한다.
도 20은 복수의 통과 개구를 포함하는 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예를 도시한다.
도 21은 플라즈마 젯를 생성하기 위한 본질적으로 거의 관 모양의 원통형 장치를 포함하는 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예를 도시한다.
도 22는 도 21에 기초한 관점의 멀티-플라즈마-젯 소스(multi-plasma-jet source)를 도시한다.
도 23은 도 22에서의 화살표 ⅩⅩⅢ에 의해 표시된 저면도로, 도 22에 기초한 장치를 도시한다.
도 23a는 도 22에서의 화살표 ⅩⅩⅢ에 의해 표시된 장치의 평면도이다.
도 24는 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예를 도시한다.
도 25는 노즐형 테이퍼링된 가스 흐름 채널을 포함하는 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예를 도시한다.
도 26은 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예를 도시한다.
도 27은 기본적인 물리적 원리를 나타내는 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예를 도시한다.
도 28은 다른 기본적인 물리적 원리를 나타내는 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예를 도시한다.
도 29는 특별한 내부 전극을 포함하는 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예를 도시한다.
도 30은 하우징을 포함하는 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예를 도시한다.
도 31은 비스듬히 지향된 층 구조 구성을 포함하는 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예를 도시하며, 예를 들어 프린트되지 않은 전극들을 가진 적층 세라믹 막으로 이루어져 있다.
도 32는 도 6의 도면과 유사한 저면도로 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예를 도시한다.
도 33은 물결 모양 구조 방식의 개략 부분 사시도로 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예를 도시한다.
도 33a는 도 33에서의 화살표 ⅩⅩⅩⅢa에 의해 표시된 대략의 정면도로 2개의 개략적으로 도시된 물결 모양 구조를 포함하는 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예를 도시한다.
도 33b는 도 33a와 유사한 다른 실시예를 도시하며, 2개의 물결 모양의 구조가 서로 평행하다.
도면 부호 10으로 전체로서 확인되는 바와 같이 본 발명에 따른 플라즈마 생성 장치에 대해, 먼저 본 발명의 제1 변형예를 참조하여, 그 기본 원리와 관련해서 도 1에 기초하여 설명한다. 이하의 도면에 대한 설명에서는 설명의 편의상, 여러 실시예들과 관련해서, 동일한 또는 유사한 또는 기능적으로 동등한 부분 또는 소자는 동일한 표시 및 동일한 도면부호로 표시하며, 부분적으로는 작은 첨자를 붙인 경우도 있음을 미리 이해해야 한다.
도 1은 압전 재료로 이루어진 유닛(11)을 포함하는, 본 발명에 따른 장치의 제1 실시예를 도시한다. 고려될 수 있는 압전 재료로는, 예를 들어 납 지르코늄 티탄산염(lead zirconate titanate) Pb(ZrTi)O3과 같은 PXE 세라믹과 같이, 압전 효과를 보이는 적절한 재료를 들 수 있다.
유닛(11)은 예를 들어 상이한 분극에 따라 3개의 존(16a, 16b, 16c)으로 재분할되는 단일의 가공품으로 형성될 수 있다. 분극 방향은 화살표 P로 표시되어 있다.
압전 재료 내의 모든 웨이스-타입 다이폴 영역(Weis-type dipole region)들이 그 인가된 전압으로 인해 뒤집어지도록 분극 전압을 인가함으로써 또는 전극 기하학에 의해 결정된 방향으로 압전 재료를 위한 하나의 분극 방향이 생성된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 유닛(11)은, 본질적으로 가로 방향 Q로 진행하는 분극 방향 P를 갖는 1차 존(primary zone)(12) 또는 1차 영역, 및 길이 방향 L로 또는 반대로 진행하는 분극 방향들을 갖는 2차 존(secondary zone)(13) 또는 2차 영역을 갖는다.
도 1의 유닛(11)은 예를 들어 유닛(11)의 폭 d보다 큰 라인 세그먼트 s를 따라 도면의 면으로 수직으로 연장하는, 예를 들어, 패럴파이프 형상을 가진다.
본질적으로 플레이트형 전극들(17a 및 17b)은, 1차 영역(12) 내에 대응하여 형성된 면(B1 및 B2)에 적용된다. 이 전극들은 예를 들어 각인(imprint)되거나, 스퍼터링에 의해 증착되거나, 또는 다른 적절한 방법으로 부착될 수 있다.
2개의 전극(17a 및 17b)은 전압 공급선(10a 및 10b)을 통해, 미리 결정된 주파수 및 500볼트 미만의 진폭으로 이루어지는 저 AC 전압을 발생하는 전압 공급원(voltage supply source)(19)에 접속되어 있다.
1차 영역(12)에, 예를 들어 500 KHz의 결정된 공진 주파수(to-be-determined resonance frequency)가 인가되면, 그 인가된 전기적 AC 전압으로 인해 1차 영역(12)의 기계적 진동(vibration)이 유도되며, 이 진동의 결과, 전극들(17a 및 17b) 사이의 1차 영역(12)의 두께 d에 주기적 변화가 일어난다. 이러한 기계적 진동은 또한 1차 영역에도 전달된다.
2차 영역(13)은, 본 발명의 방법에 의해, 상이한 - 구체적으로는 반대의 - 분극 방향들 P를 가지는 부분 영역들(14 및 15)로 재분할된다. 2차 영역이 또한 공진하여 진동을 하면, 2차 영역(13)의 길이 l을 따라 길이 방향 L로 전계 또는 전위차가 형성된다.
그렇지만, 가장 큰 전위차 및 이에 따른 가장 큰 전계 강도는 2개의 부분 영역(14 및 15) 사이의 접속 영역(21)에서 발생하며, 구체적으로 2차 영역(13) 중 특히 자유단 영역(free end region)에서 발생한다. 이 영역이, 플랫형 플라즈마 구름(flat-shaped plasma cloud)으로 도 1에 도시된 바와 같이, 플라즈마(20)가 형성되는 영역이다.
그러므로 도 1에 설명된 장치에 의해, 엔드 페이스 플라즈마(end face plasma)가 고효율로 생성될 수 있다.
유닛(11)은 압전 변압기(PT)를 제공하며, 저전압원(19)으로부터 2차 영역(13)을 따라 고전압 전위차가 발생될 수 있게 한다. 그 결과, 본 발명에 따라 특히 컴팩하고 간단하게 설계된 장치가 실현될 수 있다.
도 1을 참조하면, 1차 영역 및 2개의 부분 영역(14 및 15)을 갖는 2차 영역은 하나의 가공품(workpiece)으로 형성될 수 있으며, 이 하나의 가공품은, 대응하는 분극 전압을 인가하고 적절한 전극들을 형성함으로써, 분극 방향이 서로 다른 3개의 존(16a, 16b, 16c)으로 재분할될 수 있다는 것을 유념해야 한다.
대안적으로, 그리고 도 1에 도시되지 않은, 1차 영역(12)을 2차 영역(13)에 연결되어 있는 별개의 가공품으로부터 형성할 수 있다. 마지막으로, 도 1에 도시되지 않은, 기계적으로 서로 연결될 수 있는 상이한 가공품들에 의해 2차 영역(13)의 2개의 부분 영역(14 및 15)이 제공되는 방식도 또한 가능하다. 요약하면, 도 1의 유닛(11)이 하나, 둘 또는 세 개의 서로 다른 가공품으로 형성될 수 있다고 말할 수 있다.
여기서 1차 영역(12)은 복수의 가공품으로 이루어질 수 있다는 것을 유념해야 한다. 도 1은 2개의 전극(12a 및 12b)이 1차 영역(12)과 연관되는 구성을 도시하고 있다. 그렇지만, 1차 영역은 또한 복수의 부분 영역으로 재분할될 수 있으며, 복수의 전극에는 교류 전압이 제공될 수 있다. 이러한 형태의 층 설계에 대해서는 후술할 것이다.
도 2에 기초하여, 본 발명에 따른 장치(10)의 기능적 원리에 대해 더 상세히 설명한다. 여기서 1차 영역(12) 및 2개의 부분 영역(14 및 15)을 갖는 2차 영역(13)은 별개의 소자들로부터 형성된 각각의 경우이다. 경계면(22a, 22b)의 영역 내에는, 충분한 기계적 결합이 이루어지게 하는, 예를 들어 접착제와 같은, 적절한 결합 수단이 위치하여, 특히 1차 영역(12)으로부터 2차 영역(13)으로 기계적 진동을 전달할 수 있게 한다.
도 2는 1차 영역(12)이 상이한 분극 방향 P1, P2 또는 P3을 따라 분극될 수있다는 것을 분명하게 도시하고 있다. 여기서 도 2의 장치에 전극들이 도시되어 있지는 않지만, 도 2의 분극 방향 P1은 도 1의 분극 방향 P에 대응한다. 먼저, 분극 방향 P1의 방향은 여기서 중요하지 않다. 그렇지만, 대안적으로, 1차 영역(12)은 또한 분극 방향 P2를 따라 분극될 수 있으며, 이 경우 편평한 전극들의 접속 라인이 분극 방향에 대응하도록, 편평한 전극들이 도 2에 도시된 전면 V 상과 도 2에 도시되지 않은 배면에 배치되어야 한다.
분극 방향 P2를 위해 선택된 분극화는 마찬가지로 1차 영역(12)의 기계적 공진 진동을 발생할 것이고, 이에 따라 화살표 E로 도 2에 도시된 전계를 극단적으로 발생하는 2차 영역(13)의 기계적 진동을 생성한다.
간략화를 위해, 유닛(11)의 상부면(top side) F 상에 발생된 플라즈마는 도 2에 도시되어 있지 않다.
완전함을 기하기 위해, 도 2에는 2차 영역의 분극 방향들 P에 본질적으로 평행하게 진행하는 다른 분극 방향 P3가 최종적으로 도시되어 있다. 이것은 예를 들어 1차 영역(12)의 하부 단부의 영역 및 1차 영역의 상부 단부의 영역에 전극들을 배치함으로써, 1차 영역(12)을 동일한 방식으로 여기시키는 것이 이론적으로 가능하다는 것을 나타낸다. 설계와 관련해서 이러한 형태의 구성은 단점을 가지지만, 그럼에도 본 발명에 따른 원리를 달성할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 각각의 경우에 1차 영역(12) 또는 설명될 1차 부분 영역은 교번계(electrical alternating field)들을 인가함으로써 모두 함께 공진 진동이 발생하도록 설치되어야 한다는 것을 유념해야 한다. 이 목적에 기본적으로 충분한 것은 간격이 떨어진 2개의 전극이며, 이 2개의 전극 사이에 두께(D)의 압전 재료(1차 영역)를 둘러쌀 수 있다. 대안적으로, 복수의 평행 전극 플레이트도 또한 1차 영역(12)의 폭 D의 두께를 따라 배치될 수 있으며, 이에 의해, 다른 실시예들에 대해서도 후술될 바와 같은 층 구조를 생성할 수 있다. 구성과 관련해서, 이러한 층 구조는 처음에는 더 복잡하지만, 그럼에도, 달성될 고전압에 대한 여기된 저전압의 전달률(transfer rate)이 향상된다는 이점을 가질 수 있다. 전체적으로 균일하게 발진하는 1차 영역 상에 2개 이상의 전극을 배치하면, 필요한 것은 1차 영역의 세그먼트를 위한 전극의 대응하는 배선 또는 분극 방향의 대응하는 시퀀스이다. 이에 대해서는 상세히 후술될 것이다.
도 3은 도 1과 비교될 수 있는 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예를 도시한 다. 이 변형예에서, 본 발명에 따른 장치(10)는 2개의 별도의 1차 영역(12a 및 12b)뿐만 아니라, 공간적으로 분리되어 있고 분극이 반대인 2개의 부분 영역(14 및 15)도 포함한다. 도 3의 실시예에서, 2차 영역(13)의 2개의 부분 영역(14 및 15) 사이에 절연 소자가 위치한다. 이것은 기계적 및/또는 전기적 절연 소자를 포함할 수 있다. 기계적 절연 소자는 적어도 부분적으로 기계적 진동과 관련해서 2개의 부분 영역(14 및 15)을 서로 분리시킬 수 있다. 전기적 절연 소자(23)에 의해, 전계가 어떠한 역효과를 일으키지 않으며 유닛(11)의 엔드 페이스 F의 영역에서만 플라즈마(20)가 발생되게 할 수 있다.
2개의 1차 영역 또는 1차 부분 영역(12a 및 12b) 각각은 별도의 전극쌍을 가진다. 그렇지만, 도 3은 2개의 1차 영역(12a 및 12b)도 또한 공통 전극(17b)을 가질 수 있다는 것을 나타내고 있다.
3개의 전극(17a, 17b, 17c)은 저전압원(19)에 접속되어 있고, 맞음 위상(in phase)으로 여기되는 데, 구체적으로 동일 위상으로(phase-coincidently) 여기된다. 그러므로 도 3의 실시예에서 1차 영역(12a 및 12b)에 의해 형성된 전체적인 1차 영역(12)은 도 1의 장치의 1차 영역(12)에 대응하고 전체가 동시에 진동한다.
도 4는, 2개의 1차 영역(12a 및 12b), 및 2차 영역(13)의 2개의 부분 영역(14 및 15)이 빈 공간(24)에 의해 서로 완전하게 분리되어 있는, 본 발명에 따른 장치(10)의 다른 실시예를 도시한다. 빈 공간(24)은 가스 흐름 채널(gas flow channel)을 제공하며, 이를 통해 적절한 워킹 가스 또는 캐리어 가스가 길이 방향 L로 통과할 수 있다. 도 4는 전위차를 나타낼 수 있는 전계 E의 형성 및 이 전계 를 따라 플라즈마가 형성될 수 있는 것을 도시한다. 도 4는 2개의 부분 영역(14, 15)의 2개의 엔드 페이스 F1 및 F2 사이의 영역에서 가장 큰 전계 강도가 발생할 수 있다는 것을 도시한다.
도 5는 복수의 부분 영역(14a, 14b, 14c, 및 15a, 15b, 15c 등)으로 이루어지는 열(row) 구성을 제공하는 장치(10)를 도시한다. 그러므로 2차 영역(13)은 예를 들어 패럴파이프 부분 영역(14a, 14b, 14c, 15a, 15b, 15c)으로 이루어지는 열 구성에 의해 형성된다.
플라즈마 구름(20a)은 상이한 분극의 각각의 2개의 부분 영역들 사이에, 예를 들어 부분 영역들(14a 및 15a) 사이에 형성된다. 도면 부호 14로 표시된 모든 부분 영역들은 제1 분극 방향을 따르는 분극을 가지는 반면, 도면 부호 15로 표시된 모든 부분 영역들은 반대의 분극 방향을 따르는 분극을 가진다.
1차 영역(12)은 복수의 개별적인 1차 영역들로 재분할된다. 예를 들어, 부분 영역(14a)은, 1차 부분 영역(12a1) 및 반대의 분극을 가지는 제2의 1차 부분 영역(12a2)으로 재분할되는 관련 1차 영역(12a)을 가진다. 1차 영역(12a)은 전압 공급선을 통해 전압 공급원(19)에 접속되어 있는 3개의 전극(17a, 17b, 17c)을 가진다. 2개의 1차 부분 영역(12a1 및 12a2)은 맞음 위상으로 여기되어, 즉 동일 위상으로 여기되어, 전체 1차 영역(12)이 공진하고 그 진동을 대응하는 부분 영역(14a)에 전달한다. 다른 1차 영역들(12b)뿐만 아니라 도 5에 도시되어 있으나 식별되지 않는 1차 영역들 모두가 함께 동시에 진동하고, 그 결과 상부면 F의 영역 내의 서로 다른 분극의 각각의 2개의 인접하는 부분 영역들 사이에 플라즈마(20a, 20b, 20c)가 형성된다.
도 5에서의 방향을 나타내는 화살표 Ⅵ에 의해 표시된 저면도에서, 도 6은 1차 영역의 기하학적 구조를 나타내고, 1차 영역(12)이 층 구조의 방식으로 방향 S로 길이 방향으로 연장하는 복수의 소자로 이루어져 있다는 것을 도시하고 있다. 하나의 1차 영역 각각(12a1)은 디스크형 소자로 이루어져 있고, 각각의 2개의 1차 영역들 사이에, 예를 들어 1차 영역들(12a1 및 12a2) 사이에 하나의 전극이 형성되어 있다. 그러므로 플라즈마 구름(20a, 20b, 20c)이 장치(10)의 상부면 F을 따라, 유사하게는 방향 S를 따라 축방향으로 연장할 수 있고, 이에 의해 플라즈마 구름의 밴드형 패턴(band-like pattern)이 거기에 형성될 수 있다는 것이 설명된다.
마지막으로, 도 7은 2차 영역(13)의 복수의 부분 영역(14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g, 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f)이 그리드식으로 하나의 평면을 따라 배치될 수 있다는 것으로 도시하고 있다. 그러므로 부분 영역(14, 15)은 또한 방향 S를 따라 분극 방향과 관련해서 교대로 배치될 수 있다. 도 7에서 선택된 도면은 상면도에서 장치(10)의 상부면 F을 도시하고 있다. 네잎 모양 형상의 복수의 플라즈마 구름(20a, 20b, 20c, 20d)이 생성되는 것이 자명하다.
각각의 2개의 인접하는 부분 영역, 즉 부분 영역(14a, 15c) 또는 부분 영역(14a 및 5a)은 동그라미 x의 심볼 및 동그라미 점(dot)의 심볼로 표시된 바와 같은, 반대의 분극 방향을 가진다. 그러므로 인접하는 부분 영역들의 분극 방향은 가로 방향 Q으로 뿐만 아니라 화살표 S의 방향으로 교대로 된다.
도 7은 매우 큰 영역의 플라즈마의 생성을 도시하고 있으며, 그러므로 큰 영 역의 기판 처리가 가능하게 된다. 처리될 기판이 표면 F를 따라 이동될 수 있거나, 또는 장치(10)가 고정 기판에 대해 이동될 수 있다.
플라즈마를 생성하기 위한 본 발명에 따른 장치의 실시예들에 대한 기본적으로 상이한 형상(geometry)에 대해 도 8 내지 도 15를 참조하여 설명한다.
도 8은 1차 영역(12) 및 2차 영역(13)을 포함하는 유닛(11)을 도시하고 있다. 2차 영역(13)은 삼각형 단면의 로드형 본체들로 이루어져 있는 복수의 부분 영역(14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 15a, 15b, 15c, 15d)으로 재분할된다. 각각의 경우에 2개의 서로 다르게 분극된 부분 영역들 사이, 예를 들어 부분 영역들(14a 및 15a) 사이의 경계면(22b)의 영역에서는, 도 8에 도시되어 있지 않지만, 플라즈마 구름이 엔드 페이스에서 형성되는 결과를 얻는다.
도 9의 장치(10)의 대안의 구성에서, 1차 영역(12) 및 2차 영역(13)은 각각 복수의 부분 영역으로 구성되어 있다. 그러므로 1차 영역(12)은 1차 부분 영역들(12a, 12b, 12c, 12d, 12e)로 이루어져 있는 반면, 2차 영역(13)은 2차 부분 영역들(13a, 13b, 13c 등)로 이루어져 있고, 9개의 2차 부분 영역들 및 9개의 1차 부분 영역들이 도시되어 있으나 전부가 식별되어 있지는 않다.
인접하는 부분 영역들(14a, 14b, 14c, 15a, 15b, 15c)은 차례로 반대로 분극되며, 이에 의해 상이한 분극의 각각의 2개의 부분 영역들(14a, 15a) 사이에 내부 전계가 형성될 수 있다. 각각의 2개의 부분 영역들(14a, 15a) 사이를 가스 흐름 채널이 통과하며, 이 가스 흐름 채널은 길이 방향 L로 진행한다. 도 9에 도시된 화살표 G는 가스 흐름을 나타낸다.
모든 1차 부분 영역(12a, 12b, 12c, 12d, 12e 등)은 서로에 대해 고정된 위상 관계로, 특히 동일 위상으로 여기되며, 이에 의해 부분 영역들(14a, 14b, 14c 및 15a, 15b, 15c) 사이에서의 전계의 생성을 제어할 수 있다.
도 9는 반대 분극의 2개의 부분 영역들(15a, 14b) 사이를 통과하는 가스 흐름이 부분 영역들(15a, 14b)의 엔드 페이스의 영역 내에서 독점적으로 생성될 수 있을 뿐만 아니라 가스 흐름 채널(24)의 영역 내에서도 생성될 수 있는 플라즈마에 의해 수행되는 것을 도시하고 있다. 이것은 가스 흐름과 플라즈마와의 향상된 상호작용을 제공한다.
도 10은 도 8에 기초한 관점의 본 발명에 따른 장치(10)의 다른 대안의 실시예를 도시하며, 도 8에 도시된 기하학적 구조와 비교적 유사하다. 여기서 2차 영역(13)의 부분 영역들(14a, 15a)은 사각형 단면의 실린더형 본체들로 이루어져 있다. 2차 영역의 각각의 2개의 인접하는 부분 영역들, 예를 들어, 부분 영역들(14a 및 15a) 또는 부분 영역들(15a 및 14b)은 반대의 분극 방향을 가지며, 그 결과 플라즈마 구름이 도시되지는 않았지만 상이한 분극 방향들을 가지는 각각의 2개의 부분 영역들 사이의 경계면(22b)의 영역 내에 형성된다.
도 11은 1차 영역(12) 및 2차 영역(13)을 각각 가지는 2개의 별개의 유닛이 제공되는 본 발명에 따른 장치(10)의 다른 실시예를 도시한다. 제1 유닛은 로드형 본체의 형태로 설계되어 있고 이에 따라 동일한 단면의 부분 영역(14)에 병합되는 사각형 단면의 1차 부분 영역(12a)를 가진다. 제2 유닛은 사각형 단면의 원통형 관의 방식으로 설계되어 있고 제1 유닛을 동심으로(concentrically) 둘러싸고 있 다. 제2 유닛과 연관되어 있는 제2의 방사상으로 분극된 1차 부분 영역(12b)은 제2의 1차 부분 영역(12b)과 동일한 기하학적 구조를 가지는 2차 영역(13)의 부분 영역(15)에 병합된다.
2개의 1차 부분 영역(12a 및 12b) 사이, 및 2개의 부분 영역(14 및 15) 사이에는 환형의 자유 공간(annular fee space)(24)이 위치하며, 이 빈 공간은 가스 흐름 채널을 형성한다. 플라즈마는 2개의 부분 영역(14 및 15) 사이의 가스 흐름 채널(24) 내에 형성될 수 있다.
1차 영역(12)이 2개의 1차 부분 영역(12a 및 12b)에서 맞음 위상으로, 즉 동시에 여기될 때, 즉 2개의 부분 영역(14 및 15)은 반대로 분극되며, 이에 의해 부분 영역(14)의 외부 표면을 따라, 또는 부분 영역(15)의 내부 표면을 따라 가스 흐름 채널(24)의 영역 내에 플라즈마를 형성할 수 있다.
도 12는 1차 영역(12) 및 2차 영역(13)이 서로에 대해 방사상으로 간격을 두지 않고(un-spaced) 링(ring)들로 동심으로 이루어져 있는 본 발명에 따른 장치(10)의 다른 변형예를 도시하고 있다. 1차 영역을 가지는 사각형 단면의 본질적 로드형 본체가 중앙에 배치되어 2차 영역(14a)에 병합된다. 2차 영역(12a)은 이 2차 영역의 부분 영역(15a)에 병합되는 제2의 1차 부분 영역(12b)에 의해 동심으로 둘러싸여 있으며, 부분 영역(15b)은 부분 영역(14a)과는 반대의 분극 방향을 가진다.
마지막으로, 2개의 1차 부분 영역(12a 및 12b)을 동심으로 둘러싸는 제3의 1차 부분 영역(12c)이 제공된다. 2차 영역(13)의 제3의 부분 영역(14b)은 부분 영 역(14a)와 동일한 분극 방향을 갖는다.
도 12를 참조하면, 본질적으로 환형의 플라즈마 구름은 뒤쪽에서 부분 영역(14a, 15b, 및 14b)의 접속 영역들을 따라 엔드 페이스 F를 형성할 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 3개의 동심의 환형 1차 부분 영역(12a, 12b, 12c)이 제공되는 경우, 접속선(22b)을 따라 환형의 영역(12c 및 12b) 사이에 관형의 전극이 제공될 수 있다. 관련 접속선(22b)을 따라 1차 부분 영역들(12b 및 12a) 사이에 절연체가 제공될 수 있으며, 이 절연체는 로드형 1차 부분 본체(12a)를 재킷형 방식으로 둘러싼다. 절연 소자의 내부는, 예를 들어, 서로 대향하고 도시된 1차 분극 방향 PP를 고려하는 2개의 플레이트형 전극을 갖는다. 환형의 본체(12b)에 대향하는 이 절연 소자의 측 상에는, 이때 다시 다른 관형의 전극이 환형의 영역(12e)과 연관하여 배치될 수 있다.
대안적으로, 도 12에 기초한 기하학적 구조에서, 도면 부호 12b로 표시된 1차 영역(12)의 영역이 절연 갭으로 이루어져 있다는 것을 생각할 수 있다. 그러면 1차 영역(12)은 하나의 절연체에 의해 분리되는 2개의 1차 부분 영역(12a 및 12c)을 가질 뿐이다.
마지막으로, 도면 부호 12b로 표시된 1차 부분 영역도 또한 제거되어 환형의 가스 흐름 채널을 형성할 수 있을 것이다.
도 13은 도 11의 도면과 유사하게 본 발명에 따른 장치(10)의 다른 변형예를 도시하되, 도 11과는 대조적으로, 1차 부분 영역(12a)이 사각형 단면의 본질적 로드형 본체로 이루어져 있지 않고, 유사하게 가스 흐름 채널을 형성할 수 있는 그 중심에 개구(25)를 제공하는 공동의(hollow) 환형 본체로 이루어져 있다. 이러한 도면의 고찰은 2차 영역(13)이 1차 영역(12)에 대응하는 기하학적 구조를 가진다는 것을 명확하게 한다.
도 14는 1차 영역(12) 및 2차 영역(13)이 별개의 부분 영역들로 이루어져 있는 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예를 도시하고 있다. 1차 영역(12a)은 사각형 단면의 패럴파이프의 형상을 가지며 2차 영역(13)의 대응하는 부분 영역(14)에 병합된다. 1차 부분 영역(12b)은 동일한 단면을 가지며 2차 영역(13)의 부분 영역(15)에 병합된다. 1차 부분 영역들(12a 및 12b) 사이에는 빈 공간(24)이 위치하며, 이 빈 공간은 가스 흐름 채널로서 설계된다. 가스 흐름은 표시된 화살표 G의 방향으로 일어난다. 부분 영역들(14 및 15)은 반대로 길이 방향 L로 분극된다.
도 15는 도 14와 유사한 도면으로 본 발명에 따른 장치의 다른 변형예를 도시하되, 도 14와는 대조적으로 2개의 패럴파이프 소자들 사이에 절연 소자(23)가 제공된다. 본 실시예는 도 3의 실시예와 비교적 유사하다.
도 15에서 전극들이 또한 도시되어 있지 않다는 것에 유념해야 한다. 절연 갭 대신에, 2개의 1차 부분 영역들(12a 및 12b) 사이에 전극들도 또한 제공될 수 있다. 이때 1차 부분 영역들(12a 및 12b)의 외부 표면들 위에 대응하는 카운터-전극(counter-electrode)들이 배치될 수 있다.
2개의 1차 부분 영역들(12a 및 12b) 사이에 절연 갭(23)이 제공되는, 도 3 및 도 1의 실시예들을 조합하는 방식의 기하학적 구조도 또한 가능하며, 여기서 절연 갭(13)의 2개의 외측 면들 상에 하나의 전극이 각각 배치된다.
전술한 실시예들에 있어서의 중요한 인자는 1차 부분 영역들이 동시에 여기되며, 즉 공진된다는 점이다.
본 발명에 따른 장치(10)의 다른 실시예를 도 16에 기초하여 후술한다.
장치(10)는 다시 저 AC 전압에 의해 공진하도록 여기될 수 있는 1차 영역(12) 및 이에 의해 고전압을 생성하도록 여기될 수 있는 2차 영역(13)을 포함한다. 2차 영역(13)은 동일한 분극 방향 P로 분극되는 2개의 부분 영역(14 및 15)으로 재분할되며, 이 2개의 부분 영역 사이에는 절연 소자(23)가 위치한다. 각각의 부분 영역(14, 15)은 관련 1차 부분 영역(12a, 12b)에 진동식으로 연결되어 있으며, 이는 1차 부분 영역(12a, 12b)과 2차 영역(12)의 관련 부분 영역(14, 15) 사이에 공진 진동이 전달될 수 있음을 의미한다. 제1의 1차 부분 영역(12a)은 전극(17a) 및 반대의 전극(17b)을 가진다. 제2의 1차 부분 영역(12b)은 전술한 전극(17c) 및 전극(17b)을 가진다. 1차 부분 영역들(12a 및 12b) 모두는 동일한 분극 방향 P를 따라 분극된다. 도 16에 도시된 전극들의 배선에 기초하여, 각각의 순간에서는, 전극(17a 또는 17c)에 동일한 전위가 인가된다. 그 결과, 2개의 1차 부분 영역들(12a 및 12b)은 180°위상-변위되어 여기된다. 그러므로 2개의 1차 부분 영역들(12a 및 12b)의 구성은 푸시-풀 방식으로 구현된다.
2개의 1차 부분 영역들(12 및 12b)의 전술한 180°위상-변위된 또는 위상-시프트된 여기로 인해, 2차 영역(13)의 부분 영역(14 및 15)은 진동을 시작하며, 이에 의해 부분 영역들(14, 15)도 마찬가지로 위상-변위 방식으로 진동한다. 그 결과, 2개의 부분 영역들(14 및 15) 사이에 접속선(21)을 따라서 최대 전위차가 형성 되며, 그 결과, 장치(10)의 엔드 페이스 F에 플라즈마(20)가 형성된다.
절연 소자(23)는 2개의 부분 영역들(14 및 15)을 서로 기계적으로 그리고 전기적으로 분리시키는 기능을 한다. 이것은 전술한 장치의 효율을 증가시킨다.
다른 실시예들과 관련해서 전술한 바와 같이, 부분 영역(14, 15) 및 관련 1차 부분 영역(12a, 12b)은 상이한 분극에 의해 단일의 가공품으로부터 형성되거나, 또는 분리되거나 서로 부착된 가공품들로부터 제조될 수 있다. 도 6에 기초하여 생성된 구성의 대안으로, 2개의 부분 전극(12a 및 12b)에 대해 반대의 분극 방향도 제공될 수 있으며, 이에 의해 이때 동일-위상 여기(phase-coincident excitation)가 이루어진다.
도 17은 도 16의 장치의 기능적 원리를 도시하는 개략도이며, 절연 소자(23)를 제공하지 않고, 대신 2개의 부분 영역들(14 및 15) 사이에 빈 공간(24)을 유지한다. 이 빈 공간은 가스 흐름 채널을 제공할 수 있다.
간략화를 위해, 1차 부분 영역(12a 또는 12b) 상에 설치되는 전극들은 도시하지 않고 있다. 생성된 플라즈마도 또한 간략화를 위해 생략되어 있다.
도 17은 3개의 분극 방향 P1, P2, P3 중 어느 하나를 따라 관련되어 있는 1차 부분 영역이 발생하는 것을 도시하고 있다. 중요한 점은 2개의 1차 부분 영역들(12a 및 12b)이 동시적으로 180°위상-변위되어 여기된다는 점이다.
도시된 전계선 E에 의해 도 17에 개략적으로 도시되어 있는 전계가 푸시-풀 여기에 의해 형성된다. 2개의 1차 부분 영역들(12a 및 12b)의 동시적인 여기에 의 해 빈 공간(24)에 위치하는 전계가 최적의 방식으로 증폭될 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 다른 일군의 실시예들에 대해 도 18 내지 도 26을 참조하여 후술한다.
도 18은 1차 부분 영역(12) 및 2차 영역(13)을 가지는 본 발명에 따른 본질적으로 패럴파이프 형상의 장치(10)를 도시한다. 1차 부분 영역(12)에서, 분극 방향은 PP로 표시되어 있는 반면, 2차 영역(13)에서 분극 방향은 PS로 표시되어 있다. 도 18은 1차 영역이 방사 방향으로 분극되고 2차 영역이 길이 방향 L로 분극되는 것을 도시하고 있다.
중심 관통 개구(24)가 장치(10)를 관통하는 데, 이 중심 관통 개구(24)는 장치(10)의 전체 축 길이 A = I + a를 따라 연장한다. 관통 개구(24)는, 화살표 G의 방향으로 장치를 통해 가스가 흐를 수 있는 가스 흐름 채널을 제공할 수 있다.
도 18에는 도시되지는 않았지만, 1차 영역(12)이 전극들에 의해 공진하도록 여기될 때, 길이 방향 L을 따르는 전위차로 인해 2차 영역(13)의 내부 표면 IF를 따라 관통 개구(24)의 영역 내에 전계가 형성된다. 그 결과, 관통 채널(24) 내에 플라즈마가 형성될 수 있다. 1차 영역을 여기시키는 데 필요한 전극들은 1차 영역(12)의 내부 및 외부에 위치한다.
도 19는 도 18과 유사한 구성을 도시하며, 도 19에서는, 관통 채널(24)이 원형의 단면을 가지며, 1차 영역(12) 및 2차 영역(13)을 제공하는 유닛(11)은 원형의, 본질적으로 관형의 본체로 이루어져 있다.
도 18의 실시예에서와 마찬가지로, 1차 영역(12)은 방사 방향 PP로 분극되 며, 도 19에는 도시되어 있지 않은, 1차 영역(12)의 내부 주변 표면 IF 상에 위치하는 전극 및 1차 부분 영역(12)의 외부 주변 표면 AF 상에 위치하는 반대의 전극이 장치(10)를 동작시키기 위해 제공된다.
도 20은 유닛(11)이 사각형 단면의 패럴파이프 형상으로 설계되고 이 패럴파이프는 또한 1차 부분 영역(12) 및 2차 영역(13)으로 재분할되는 본 발명에 따른 장치(10)의 다른 실시예를 도시한다. 유닛(11)은 세로로 관통하는 사각형 단면의 관통 채널들을 가진다. 1차 영역(12)에서, 각각의 관통 채널(24a, 24b, 24c 등)은 도시되지 않은 전극을 가진다. 그러므로 전극은 1차 영역(12) 내에 가스 채널(24)의 각각의 벽을 형성한다. 1차 영역(12)은 도시된 분극 화살표 PP로 표시된 바와 같이 분극된다. 2차 영역(13)은 분극 방향 PS를 따라 균일하게 분극된다.
관통 채널(24a, 24b, 24c 등) 내에는 2차 영역(23)의 길이 방향 L을 따라 대기압 플라즈마가 형성된다.
도 1에 기초한 관점에서, 도 21은 도 19의 장치를 도시하고 있다. 본 발명에 따른 장치(10)의 본 실시예에서, 유닛(11)은 관형의 원형-원통형 본체로 이루어져 있고, 유닛(11)의 1차 영역(12)은 방사상으로 분극되며, 유닛(11)의 2차 영역(13)은 길이 방향 L과는 반대로 분극된다. 도 21a는 본질적으로 관이 축방향으로 지극히 짧게 유지되는 방식으로 2개의 전극(17a 및 17b)이 설계되는 것을 도시하고 있다. 도 21 및 도 21a에 도시된 전극(17a 및 17b)은 과도하게 확대되어 도시되어 있다. 실제로는 전극이 아주 얇은 설계 - 예를 들어 단지 수 ㎛ 두께에 불과하다는 것을 관찰자에게는 자명하다. 이것은 또한 본 특허출원에 설명된 다른 모든 실시예에도 적용된다.
1차 영역(12)의 내부 전극(17b), 및 2차 영역(13)의 내부 주변 표면 IF는 가스 흐름 채널(24)의 벽을 제공한다. 가스 흐름은 화살표 G로 표시되어 있다.
2차 영역(13) 내의 가스 채널(24)을 따라 대기압 플라즈마(20)가 형성되는 데, 플라즈마는 2차 영역(13)의 오리피스(orifice) M 밖으로 플라즈마 젯(26)의 형태로 연장한다. 도 21의 관찰자가 장치(10)의 상부면 F 위를 대충 상상해야만 하는, 처리될 기판은 플라즈마 젯(26)으로 덮여 처리될 수 있다. 길이 방향 L의 플라즈마 젯(26)의 길이는 특히 가스의 흐름 속도에 좌우된다.
도 22는 복수의 관형 유닛(11)이 행으로 배치되는 경우에 복수의 플라즈마 젯(26a, 26b, 26c)이 발생될 수 있는 것을 도시하고 있으며, 도 23은 그리드의 방식으로 평면을 따라 보다 상세하게 도시하고 있다. 가로 방향 Q로 연장하는 도 22에 의해 표시된 행 구성에서, 플라즈마 젯(26a, 26b, 26c)이 중첩되거나 서로 접근하는 경우에 세로로 연장된 플라즈마 밴드가 생성될 수 있다. 도 23의 장치(10)의 유닛(11a, 11b, 11c)이 평면을 따라 연장하여 그리드를 형성하는 경우, 라미너 플라즈마(laminar plasma)나, 또는 적어도 임의의 원하는 수의 인접하게 배치된 플라즈마 젯을 발생시키는 것이 가능하다.
도 22 또는 도 23에 도시된 바와 같은 멀티젯 장치의 동작은 개별의 1차 부분 영역(12a, 12b, 12c)을 맞음 위상으로, 즉 동일 위상으로 동작시킴으로써 달성된다. 유닛(11a)의 각각의 내부 전극은 동시에 인접하는 유닛(11b)의 외부 전극을 제공한다. 그러므로 유닛(11a)의 내부 전극(17a)은 예를 들어 동시에 유닛(11b)의 외부 전극(17a)을 제공한다. 2차 영역(13)의 부분 영역(14a, 14b, 14c, 14d)은 모두 동일한 분극 방향 P을 따라 분극된다. 장치(10)의 각각의 2개의 인접하는 1차 부분 영역(12a, 12b, 13c)은 푸시-풀 방식으로 배치되며, 즉 180°위상-변위되어 동작된다. 여기서, 그렇지만, 예를 들어 가스 흐름 채널들(24a 및 24b) 사이의 벽은 1차 부분 영역(12a 및 12b)에 의해 공통으로 형성된다는 점에 유의하여야 한다. 제1의 1차 부분 영역(12a)은 가스 채널 흐름(24a)과 연관되어 있는 반면, 제2의 1차 부분 영역(12b)은 가스 채널 흐름(24b)과 연관되어 있다. 정해진 진동 순간에, 예를 들어, 1차 부분 영역(12a)이, (감지할 수 없지만) 가스 흐름 채널(24a)이 제약되는, 방사상으로 내측-지향된 최대 이동(radially inward-directed maximum movement)을 바로 달성하였지만, 인접하는 가스 흐름 채널(24b)은 동일한 순간에 (미세하게) 방사상으로 최대로 확장된다. 그 결과, 2개의 1차 부분 영역(12a 및 12b)은 정확하게 180°위상-변이된다. 이 방식에서, 3개의 유닛(11a, 11b, 11c)의 가스 흐름 채널(24a, 24b, 24c) 내에 2차 영역(13)을 따라 전계가 형성된다.
행 구성에서, 가스 흐름 채널(24a 및 24b)의 단면은 임의적이며, 예를 들어, 원형 또는 직사각형 단면, 또는 대안적으로 임의의 다른 원하는 단면으로도 형성될 수 있다.
도 23은 도 22에서 방향을 나타내는 화살표 ⅩⅩⅢ로 표시된 저면도에서 그리드까지 스케일업된 도 22의 장치를 도시한다. 4개의 인접하는 전극에 의해 각각의 전극이 둘러싸여 있는 것이 명백하다. 이에 따라 예를 들어, 전극(17a)은 4개의 전극(17e, 17b, 17d, 17f)에 의해 둘러싸여 있다.
도 23은 전극(17a)이 사각형 단면의 가스 흐름 채널(24)을 둘러싸는 것으로 도시하고 있다. 다른 단면 형상들도 가능하다는 것은 관찰자에게 명백하다.
도 23a는 도 22의 상면도에 표시된 바와 같이, 즉, 도 22에서 방향을 나타내는 화살표 ⅩⅩⅢa로 표시된 바와 같이, 그리드까지 스케일업된 장치를 도시하고 있다. 상면도에는 그리드형 방식으로 배치된 복수의 플라즈마 젯(20a, 20b, 20c)이 생성될 수 있다는 것을 도시되어 있다. 동그라미 안의 x 심볼은 2차 영역(13)의 전체 벌집 모양 구조가 동일한 분극 방향을 따라, 즉 길이 방향 L을 따라, 분극되는 것을 나타내고 있다.
도 24는 유닛(11)이 1차 영역(12) 및 2차 영역(13)을 구비하고 있는 본 발명에 따른 장치(10)의 다른 실시예를 도시하고 있다. 장치는 도 19에 도시된 장치에 밀접하게 대응하며, 이러한 이유로, 반복을 피하기 위해 복수의 상세한 요소에 대해 참조가 이루어진다. 여기서 특별한 특징은 본질적으로 직사각형 단면을 가지는 가스 흐름 채널(24)이다. 1차 영역(12)의 분극 방향들은 도 24에서 PP로 표시되어 있는 반면, 2차 영역(13)의 분극 방향들은 PS로 표시되어 있다. 도 24는 1차 영역(12)이 근사적으로 방사상으로 분극될 수 있다는 것을 도시하고 있다.
도 25는 도 21과 비교될 수 있는 것을 고려하여 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예를 도시하고 있다. 도 21의 장치와는 대조적으로, 도 25의 장치(10)는 오리피스 노즐(27)을 구비하며, 이것에 의해 플라즈마 젯(28)의 형성을 이롭게 변형할 수 있다. 그 밖에는 그 구조와 관련해서, 장치는 도 21의 장치와 일치하며, 이러한 이유로, 반복을 피하기 위해 복수의 상세한 요소에 대해 참조가 이루어진다.
도 26은 도 25를 고려하여 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예를 도시하며, 장치(10)의 오리피스 M의 영역이 약간 변형되어 있다. 여기서 도 25에 도시된 모서리 영역 E는 집게형 구성을 생성하도록 제거된다.
본 발명에 따른 플라즈마 생성의 물리적 원리에 대해 도 27 및 도 28에 기초하여 다시 한 번 설명한다.
도 27은 사각형 단면을 가지는 관형 본체의 일부를 통하는 개략적 부분도이다. 도 27의 시점(view)은 중심 평면을 따라 도 18의 장치를 통하는 세로 부분에 근사적으로 대응하며, 도 18과는 대조적으로, 가스 흐름 채널(24)이 본질적으로 사각형 단면으로 도 27의 시점 내에 있다.
도시된 관형 본체는 대기압 플라즈마를 생성하기 위한 장치(10)의 구성요소로서 유닛(11)을 형성한다. 유닛(11)은 압전 재료로 이루어져 있고 1차 영역(12) 및 2차 영역(13)으로 재분할된다. 1차 영역(12)은 3개의 분극 방향 P1, P2, P3 중 임의의 한 방향을 따라 여기된다. 양호하게, 방사 분극 방향 P1은 슬리브형 또는 관형 내부 전극을 1차 영역(12)의 내부 주변 표면 IF에 부착시킬 수 있도록 선택되고, 대응하는 외부 전극을 1차 영역(12)이 외부 주변 표면 AF에 부착시킬 수 있도록 선택된다. 도시되지 않은 다른 전극 기하학의 경우, 1차 영역(12)이 분극 방향 P2 또는 P3을 따라 여기되는 방식도 또한 확실히 고려될 수 있을 것이다.
마지막 분석에서, 1차 영역(12)의 선택된 분극 방향은 중요하지 않다. 구체적으로 선택된 분극 방향, 즉 분극 방향 P1, P2, 또는 P3은 도시되지 않은 전극을 위해 그에 따라 결정된 구성으로 될 뿐이다. 1차 영역(12)은 전체적으로 공진하도록 여기되어, 미리 결정된 세로로 진행하는 분극에 의해 그 진동이 2차 영역(13)에 전달될 수 있다는 것이 사실이다.
1차 영역(12)의 공진 여기에 의해 공진 주파수에서의 진동이 2차 영역(13)에 전달되어 길이 방향 L을 따라 전계가 전파된다. 가스 채널(24)은 위에서 아래로 이 가스 채널을 통해 흐르는 가스를 가질 수 있으며, 이에 의해 가장 강렬한 전계의 영역에 플라즈마가 형성된다. 진동하는 2차 영역(13)의 재료 영역들의 반대의 측면들에서 가스 채널(24)이 둘러싸여져 있다는 사실로 인해 플라즈마 생성을 촉진시키는 매우 이로운 전계 기하학이 달성될 수 있다.
도 28에 기초한 본 발명의 대안의 실시예에서는, 2차 영역(13)이 다르게 분극된다. 도 28은 다시 본질적으로 관형 소자의 개략적 부분도를 도시한다. 도 28을 참조하면, 2차 영역(13)의 좌측의 부분 영역은 분극 방향 Pa로 분극되는 반면, 도 28을 참조하면, 2차 영역(13)의 우측의 부분 영역(15)은 분극 방향 Pu로 분극된다.
도 28의 실시예에서와 마찬가지로, 전체적인 2차 영역(13)은 단일의 가공품으로 구성될 수 있기 때문에, 분극 방향들이 부분 영역들(14 및 15) 사이의 변환 영역에서 어떻게 작용하는지에 대해 설명해야만 한다. 이와 관련해서 예를 들어 분극 동안 B2의 영역 내에 반대의 극성의 2차 전극을 배치함으로써 원하는 분극을 얻을 수 있다는 것을 유념해야만 한다. 이때 길이 방향 L의 분극은 영역 B1에서 분극이 달성된 후에 최대이고, 영역 B2에서는 반대의 분극 방향으로 최대로 된다. 영역 B3에서 분극은 감소되고, 영역 B4에서 제로 값(zero value)을 얻거나, 또는 그 부호를 바꾼다. 그러므로 가장 큰 전위차 - 이에 따라, 도 28에 도시된 바와 같이, 가장 강렬한 전계 - 가 영역들 B1 및 B2 사이의 범위에서 발생한다.
도 27의 장치가 가스 흐름 채널(28)의 내부에서 플라즈마를 생성하도록 주로 기능하는 반면, 도 28의 장치는 가스 채널(24)의 오리피스 M의 영역 내에 플라즈마가 생성되도록 특별히 이롭게 사용될 수 있다.
도 27 내지 도 28에 기초한 관점의, 1차 영역(12)의 내부 표면 IF 상에 특별히 구성된 전극(17c)이 배치된다. 명백한 바와 같이, 전극(17c)은 2차 영역(13)에 대향하는 영역 상에 복수의 복수의 갈래(tine)(28a, 28b, 28c)를 가진다. 이 갈래들은 전계가 여기서 적절하게 형성되기 때문에 플라즈마의 고속 트리거링을 촉진시킬 수 있다. 특히 강렬한 전계 강도는 통상적으로 전극들의 에지들의 영역 내에서 달성가능하며, 이에 의해 플라즈마를 더욱 빠르고 더욱 일찍 트리거링시킬 수 있다.
도 30은 다양한 이전의 구성들 중 하나, 예를 들어, 도 22에 의해 표시된 구성이 하우징(29) 내에 배치되는 본 발명에 따른 장치(10)의 다른 실시예를 도시하고 있다. 하우징은 도시되지 않은 가스 공급에 연결되어 있는 가스 유입구(gas lnlet)(30)를 가진다. 하우징(29)에 압력 Pi가 제공되며 이 압력 Pi는 대기압 압력에 대응하는 P0보다 크다. 압력차로 인해, 표시된 화살표 G로 나타내어지는 가스의 특정한 흐름이 원활하게 된다.
도 30의 장치는 행으로 또는 그리드의 방식으로, 평면을 따라 도 21의 장치와 유사하게 배치되어 있는 복수의 유닛(11a, 11b, 11c)을 가진다. 예에 따르면, 4개의 유닛(11a, 11b, 11c, 11d)이 도시되어 있고, 각각의 유닛은 별도의 가스 흐름 채널(24a, 24b, 24c, 24d)을 가진다. 각각의 유닛은 가스 흐름 방향에서 전면의 1차 영역(12a, 12b, 12c, 12d) 및 가스 흐름 방향에서 후면의 2차 영역(13)을 가진다. 오리피스 영역들(Ma, Mb, Mc, Md) 내에 플라즈마 젯이 형성된다.
도 30의 장치에서는 특히 측면의 경계부에서의 기생 방전이 방지될 수 있다.
도 31은 비스듬히 경사진 층들로 이루어진 층 구조(31)가 제공되는 본 발명에 따른 장치(10)의 다른 실시예를 도시한다. 도 31은 제1 층(31a), 제2 층(31b), 제3 층(31c), 제4 층(31d)을 도시하고 있다. 각각의 층은 압전 재료로 이루어져 있고, 1차 영역(12) 및 관련 2차 영역(13)을 제공한다. 2차 영역(13)은 각각 길이 방향 L로, 또는 길이 방향 L에 반대의 방향으로 분극된다. 각각의 2개의 상호적으로 인접하는 층들은 반대로 분극되는 2차 영역(13)의 부분 영역들(14a, 14b, 15a, 15b)을 가진다.
개별적인 층들(31a, 31b, 31c, 31d)의 1차 영역들(12a, 12b, 12c, 12d)은 2차 영역(13)의 분극 방향에 대해 가로지르는 방향으로 분극된다. 각각의 1차 영역(12)은 한 쌍의 전극(17a, 17b; 17, 17c)을 포함하며, 각각의 2개의 상호적으로 인접하는 1차 영역(12a, 12b)은 공통 전극(예를 들어, 17b)을 공유한다.
중요한 것은 모든 1차 영역(12a, 12b, 12c, 12d)이 일정한 위상으로 동일-위 상으로 여기되며, 위상 시프트는 없다는 점이다. 이것은 특히, 장치의 상부면 F의 접속 영역들을 따라 2개의 인접하는 부분 영역들(14a, 15a)의 각각의 접속 영역들 내에 강렬한 전계가 형성될 수 있게 한다. 이것은 도 31에 도시된 플라즈마들(20, 20a, 20b, 20c)이 생성될 수 있게 한다.
전술한 바와 같이, 달성될 고전압 또는 전계 강도는 2차 영역(13)의 축방향 길이 l 에 좌우된다. 그러므로 큰 축방향 길이가 바람직하다. 도 31의 비스듬히 지향된 층 구조(31)는 장치(10)에 대하여 낮은 전체적인 높이 BH가 달성될 수 있게 하며, 이에 의해 컴팩트한 디자인을 제공할 수 있다.
도 32는 도 6과 비교될 수 있는 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예를 도시한다. 도 32는 본질적으로 디스크형 또는 플레이트형 구조를 가지는, 각각의 2개의 1차 부분 영역(12a, 12b) 사이에서, 각각의 경우에 가스 흐름 슬릿을 제공할 수 있는 빈 공간(24)도 또한 유지될 수 있다는 것을 도시하고 있다. 대응하는 플라즈마 밴드가 도 32에 도시된 하부면에 대향하는 상부면 상에 가스 흐름 슬릿(24)을 통해 나타날 수 있다. 가스 흐름 슬릿(24) 내에서도 플라즈마 생성이 가능하다는 것도 자명하다.
마지막으로, 도 33은 유닛(11)이 물결 모양의 소자로 이루어져 있는 본 발명에 따른 장치(10)의 다른 실시예를 도시한다. 도 33은 유닛(11)의 표면들이 곡선을 이루고 있음을 나타내고 있다. 편평한 표면과 비교하여, 곡선 표면은 이 표면들을 통해 흐르는 가스와 이 표면들을 따라 생성된 플라즈마 사이의 상호작용이 향상되게 한다. 1차 영역(13)의 곡선 표면은, 적어도 부분적으로, 가스 흐름 채 널(24)을 둘러싸는 곡선 내부 표면 IF를 제공한다. 가스 흐름은 화살표 G에 의해 도 33에 표시되어 있다.
도 33의 몇몇 물결 모양식 구조들도 서로 평행하게 배치될 수 있음은 분명하다. 도 33a는 그러한 구성을 도시한다. 이것은 2개의 물결 모양 구조의 유닛(11a 및 11b)의 대응하여 이루어지는 오프셋 배열(offset arragnement)이 선택될 때 실제로 완전하게 둘러싼 복수의 가스 흐름 채널(24a, 24b)이 생기는 것을 나타낸다. 도 33a는 도 33에 방향을 나타내는 화살표 ⅩⅩⅩⅢa로 표시된 개략적 단면도에 대응한다.
도 33b는 2개의 물결 모양의 유닛(11a 및 11b)의 평행한 비-오프셋(non-offset) 배열을 도시한다. 여기서는 파도형(wave-type)의 연속적인 가스 흐름 슬릿(24)이 된다.
또한 복수의 비교될 수 있는 물결 모양 구조들(11a 및 11b)을 적층 구조로 배치하는 것도 가능하다.
도시되고 설명된 복수의 실시예들은, 압전 변압기가 특별하게 설계된 1차 영역 및 특별하게 설계된 2차 영역을 구비한다는 점이 본 발명의 중요한 관점임을 나타내고 있다. 몇몇 실시예들은 또한 복수의 압전 변압기의 평행 구성을 제공한다. 2차 영역에 연속적인 개구들이 제공되는 경우, 및 예를 들어 도 21에 도시된 바와 같이, 마찬가지로 1차 영역에서도 이롭게 유사한 방식으로 제공되는 경우에 있어서, 1차 영역이 방사 방향으로 분극되는 것이 권장된다.
전술한 실시예들 중 일부 - 예를 들어, 도 2의 실시예 - 에서는, 1차 영역의 분극 방향은 중요하지 않다. 예를 들어 도 3의 실시예에서와 같이, 복수의 1차 영역이 제공되는 경우에, 1차 영역들의 분극 방향들은 마찬가지로 전술한 실시예들 중 일부에서는 중요하지 않다. 복수의 1차 영역들 또는 1차 부분 영역들이 주어진 유일한 본질적 관점은, 동시 여기(synchronous excitation)가 이루어진다는 것, 즉 상이한 유닛들(11a, 11b, 또는 11c)의 1차 영역들, 또는 유닛(11)의 부분 영역들이 맞음 위상으로 진동한다는 것, 즉 동일 위상으로 즉, 위상 시프트 없이 진동하거나 또는 180°위상-변이되어 진동한다는 것이다. 이 목적을 위해, 상이한 1차 부분 영역들의 상이한 1차 영역들이 별도의 전압 공급선(19a 및 19b)을 통해 공통의 전압 공급원(19)에 연결될 수 있다.
전술한 설명으로부터, 2차 영역(13)의, 또는 관련 부분 영역들의 분극 방향들은 또한 극단적으로 엄격한 요건이 아니라는 것도 명백하다. 예를 들어, 도 15의 실시예는 부분 영역들(14 및 15)이 반대로 분극되는 것에 따라, 2차 영역(13)에 대해 도시된 분극 방향들로 동작될 수 있다. 그렇지만, 마찬가지로, 고려될 수 있는 다른 방식은, 단방향의 분극 방향을 갖는 2개의 부분 영역들(14 및 15)을 구비하고, 관련 1차 부분 영역들(12a 및 12b)을 푸시-풀 방식으로 여기시키는 것이다. 마지막으로, 그렇지만, 도 15의 실시예도 또한 1차 부분 영역들(12a 및 12b)의 동시 구성으로 동작될 수 있다.
분극 방향의 선택과 관련해서 같은 고려가 다른 실시예들에도 적용되는 데, 이에 의해, 유닛(11, 11a, 11b, 11c)의 분극 방향 및 기하학은, 가스 흐름 채널 내의 대기압 플라즈마, 플라즈마 젯, 또는 엔드-페이스 플라즈마가 생성되는지의 여 부에 대한 기능으로서 우선적으로 선택된다.
도 1과 도 3의 비교에 기초하여, 1차 영역(12)이 복수의 1차 부분 영역들(12a 및 12b)로 재분할되는지 안 되는지는 중요하지 않다는 것은 더 분명하게 된다. 2개의 전극(17a 및 17b) 사이에 교번계(alternating field)가 생성되기 때문에 도 1의 1차 영역(12)이 전체적으로 공진하는 동안, 여기서 그에 대응해서 반대의 극 방식으로 배치된 전극(17a, 17b, 17c)이 제공되기 때문에, 2개의 1차 부분 영역들(12a 및 12b)로 이루어진, 도 3의 실시예의 1차 영역(12)도 마찬가지로 전체적으로 진동한다.
동일한 목적을 달성하기 위한 전극의 수도 또한 원하는 바에 따라 증가될 수 있으며, 두개의 전극들 사이에 남아 있는 재료 두께 및 2개의 전극들에 인가된 전압은 1차 영역으로부터 2차 영역로의 전압 전달 비율의 척도(measure)이다.
마지막으로, 본 발명에 따른 장치(10)의 다양한 실시예에서, 1차 영역(12) 및 2차 영역(13)의 임의의 바람직한 기하학이 선택될 수 있고 응용의 특정한 목적에 부합될 수 있다. 예를 들어, 도 14의 유닛(11a 및 11b)은 예를 들어, 가로 방향 Q으로 연장할 수 있고, 이에 의해 플레이트형으로 연장된 본체들을 형성할 수 있다. 이때 복수의 추가의 유닛들이 방향 S로 도시된 2개의 유닛들에 연결될 수 있으며, 그 결과 도 32에 도시된 바와 같은 층 구조가 달성될 수 있다.
도 23a에 도시된 바와 같이, 상호형 카운터-구조를 통해 압출 프로세스(extrusion process)에서 압전 재료를 통과시키거나 방전시킴으로써, 행 구조(11)의 벌집 모양 구조가 특별히 쉽게 제조될 수 있는 반면, 사출 성형 노즐에서 의 대응하는 맨드렐(mandrel)에 의해, 또는 노즐의 대응하는 카운터-벌집-구조에 의해 관통 채널(24)이 생성된다.
이러한 형태의 벌집 모양의 가공품의 분극은, 2차 영역을 형성하도록 의도된 그 제1 단부 영역을 갖는 그 가공품을 금속 액체 등에 담금으로써 유효화되며, 이에 의해, 가스 흐름 채널의 벽들을 따라 전극을 부착시킬 수 있다. 전극의 부착 후, 이 가공품을 예를 들어 회로 기판 등의 위에 장착할 수 있는 데, 이 회로 기판 위에는 복수의 평행 스프링 단자 또는 스프링 접촉부가 배치된다. 기판을 가진 벌집 모양의 구조의 집중성으로 인해, 스프링 단자 접촉부는 대응하는 가스 흐름 채널로 동시에 도입될 수 있으며, 이에 의해 이미 거기에 부착되어 있는 전극들과 접촉하게 된다. 도 23에서와 같은 분극을 달성하기 위한 1차 영역의 분극은 유전체 강도를 증가시키는 예를 들어 오일 액체(oil liquid)에서 또는 오일 조(oil bath)에서 뒤이어서 실행될 수 있으며, 이에 의해 각각의 2개의 인접하는 전극들은 다르게 분극되어 인가되는 분극 전압을 갖는다.
그런 다음 이러한 형태의 벌집 모양 구조의 2차 영역은, 카운터 전극을 상부면에 적용하고, 즉 1차 영역으로부터 떨어져 있는 벌집 모양 구조에 적용하고, 그런 다음 이 카운터 전극과 전술한 스프링 단자 접촉부 사이에 분극 전압을 인가함으로써 분극될 수 있다. 이에 따라 도 23a에 도시된 2차 영역(13)의 분극이 달성될 수 있다.
대안적으로, 각각의 2개의 인접하는 부분 영역들, 예를 들어 부분 영역들(14a 및 14b)이 동일한 분극 방향으로 분극되는 것이 아닌 반대의 분극 방향으로 분극되도록, 도 23a의 벌집 모양 구조를 분극시키는 것도 가능하다. 이것은 대응하는 적절한 전극들을 구비한, 카운터 전극을 벌집 모양 구조의 상부면으로 이동시켜 2차 영역의 분극을 달성함으로써 가능하다.
도 33을 참조하여, 끊임 없이 계속되는 물결 모양 구조에 더해서, 이러한 물결 모양 구조의 하나의 세그먼트만을 가지는 유닛(11)을 제공하는 것도 가능하다. 예를 들어 특별하게 곡선을 이루는, 그리고 예를 들어, 도 33a의 포인트 X 및 Y 사이만을 진행하는 세그먼트형 부분들을 생각할 수 있다. 이것은 가로 방향 Q에서 상대적으로 짧은 부분들을 포함하는 데, 그렇지만, 이 부분들은 임의의 원하는 구조를 형성하기 위해 조합될 수 있으며, 또한 그 곡선 표면으로 인해 플라즈마와 워킹 가스 사이의 상호작용을 향상시킬 수 있거나, 플라즈마의 생성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 전술한 다양한 장치를 이용하여 임의의 원하는 크기의 장치들로의 스케일업이 가능하다. 이에 대응해서 큰 치수의 장치를 사용하여 큰 영역 또는 큰 체적의 플라즈마를 생성할 수 있다.
마찬가지로, 본 발명에 따른 장치에서는 소형화된 설계에 따라 컴팩트한 디자인이 가능하다. 이러한 소형화는, 별도의 고전압 발생기 및 이에 대응해서 특별한 절연 클리어런스를 가진 특별한 고전선을 필요로 하는, 플라즈마 생성을 위한 종래의 장치에서는 가능하지 않다.
본 발명에 따른 장치에 의해, 마찬가지로 미세구조를 처리하거나, 선택적으로 생성하는 것이 가능하다. 예를 들어, 임의의 원하는 작은 직경으로, 그리고 예 를 들어 도 23a에 도시된 바와 같은 벌집 모양 구조를 특별히 이용하여, 가스 흐름 채널(24)을 설계할 수 있다.

Claims (51)

  1. 기판을 처리하기 위해 대기압 플라즈마(20, 20a, 20b, 20c, 20d)를 생성하기 위한 장치(10)에 있어서,
    저 AC 전압을 인가하도록 적어도 2개의 전극(17a, 17b, 17c)이 제공되는 적어도 하나의 1차 영역(12, 12a, 12b, 12c), 및 길이 방향(L)에서 상기 1차 영역의 여기(excitation)로 인해 전위차가 생성되는 2차 영역(13)을 포함하며, 압전 재료로 이루어져 있는 유닛(11, 11a, 11b, 11c)
    을 포함하며,
    상기 2차 영역(13)은 상기 길이 방향(L)으로 반대로 분극되는 2개의 부분 영역들(14, 14a, 14b, 14c, 15, 15a, 15b, 15c)을 포함하는, 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 2개의 부분 영역들(14, 14a, 14b, 14c, 15, 15a, 15b, 15c)은 서로에 대해 본질적으로 평행하게 배향되는, 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 1차 영역(12, 12a, 12b, 12c)의 여기는, 상기 2개의 부분 영역들(14, 14a, 14b, 14c, 15, 15a, 15b, 15c) 사이에서 길이 방향(L)을 횡단하는 방향(Q)으로 전위차를 발생시키는, 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 2개의 부분 영역들(14, 14a, 14b, 14c, 15, 15a, 15b, 15c)은 서로 인접하여 제공되는, 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 2개의 부분 영역들(14, 14a, 14b, 14c, 15, 15a, 15b, 15c)은 직접적으로 서로에 대해서 제공되는, 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 2개의 부분 영역들(14, 15)은 반대 방향들로 분극되는 공통의 가공품으로 이루어져 있는, 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 1차 영역(12) 및 상기 2차 영역(13)은 적어도 3개의 상이한 방향(16a, 16b, 16c)으로 분극되는 공통의 가공품으로 이루어져 있는 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 1차 영역(12)과 상기 2차 영역(13)이 서로에 대해 부착되는 상이한 가공품들로 이루어지거나,
    상기 2개의 부분 영역들(14, 15)이 서로에 대해 부착되는 상이한 가공품들로 이루어지거나, 또는
    상기 1차 영역(12), 상기 2차 영역(13) 및 상기 2개의 부분 영역들(14, 15)이 서로에 대해 부착되는 상이한 가공품들로 이루어져 있는, 장치.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 2개의 부분 영역들(14, 15)은 서로 약간 떨어져 있는, 장치.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    각각의 상기 부분 영역(14, 15)은 별개의 1차 영역(12a, 12b)과 연관되는, 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 2개의 1차 영역(12a, 12b)은 동조되는 방식으로(in a synchronized fahsion) 제공되며, 위상 시프트(phase shift) 없이 여기될 수 있는, 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 2개의 1차 영역(12a, 12b) 각각은 별개의 전극 쌍(17a, 17b; 17b, 17c)을 가지는, 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 2개의 1차 영역(12a, 12b)은 적어도 하나의 공통 전극(17b)과 관련되는, 장치.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 2개의 부분 영역들(14, 15) 사이에 빈 공간(24)이 제공되는, 장치.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 2개의 부분 영역들(14, 15) 사이에 가스 채널(24)이 제공되는, 장치.
  16. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 2개의 부분 영역들 사이에 절연체(23)가 제공되는, 장치.
  17. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    복수의 상기 부분 영역들(14a, 14b, 14c, 15a, 15b)은 행(row)으로 직선으로, 길이 방향을 횡단하여 배향되는, 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 부분 영역들의 분극 방향들은 상기 행(row)을 따라 교대로 이루어지는, 장치.
  19. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    복수의 상기 부분 영역들(14a, 14b, 14c, 15a, 15b, 15c)은 그리드의 방식으로 평면 내에 배향되는, 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    복수의 상기 부분 영역들(14a, 14b, 14c, 15a, 15b, 15c)의 분극 방향들은 길이 방향을 횡단하는 제1 방향(Q)을 따라, 그리고 상기 제1 방향(Q) 및 상기 길이 방향에 수직인 제2 방향(S)을 따라 교대로 이루어지는, 장치.
  21. 기판을 처리하기 위해 대기압 플라즈마(20, 20a, 20b, 20c)를 생성하기 위한 장치(10)에 있어서,
    저 AC 전압을 인가하도록 적어도 2개의 전극(17a, 17b, 17c)이 제공되는 적어도 하나의 1차 영역(12, 12a, 12b, 12c), 및 길이 방향(L)에서 상기 1차 영역의 여기로 인해 전위차가 형성되는 2차 영역(13)을 포함하며, 압전 재료로 이루어져 있는 유닛(11, 11a, 11b, 11c)
    을 포함하며,
    상기 2차 영역(13)은 동일한 방향을 따라 분극되는 2개의 별개의 부분 영역들(14, 14a, 14b, 14c, 15, 15a, 15b, 15c)을 포함하고,
    별개의 1차 영역(12a, 12b)은 각각의 부분 영역과 연관되며,
    상기 2개의 1차 영역(12a, 12b)은 푸시-풀 방식으로 제공되는, 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 2개의 1차 영역(12a, 12b)은 동일한 분극 방향을 가지며 180°위상-변 이되어 여기될 수 있는, 장치.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 2개의 1차 영역(12a, 12b)은 반대의 분극 방향을 가지며 동일 위상 방식(phase-coincident manner), 즉 맞음 위상(in phase)으로, 위상 시프트(phase shift) 없이 여기될 수 있는, 장치.
  24. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 2개의 1차 영역들(12a, 12b) 각각은 한 쌍의 전극들(17a, 17b; 17b, 17c)을 가지는, 장치.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 2개의 1차 영역(12a, 12b)은 적어도 하나의 공통 전극(17b)을 가지는, 장치.
  26. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 2개의 부분 영역들(14, 15, 14a, 15a, 14b, 15b, 14c, 15c)은 서로에 대해 본질적으로 평행하게 배향되는, 장치.
  27. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 2개의 부분 영역들(14, 14a, 14b, 14c, 15, 15a, 15b, 15c)은 서로 인접해서 제공되는, 장치.
  28. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 하나의 상기 1차 영역(12a, 12b) 및 하나의 상기 부분 영역(14, 15)은 공통의 가공품으로부터 형성되는, 장치.
  29. 제27항에 있어서,
    상기 2개의 부분 영역들은 서로에 대해 약간 떨어져 있는, 장치.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 2개의 부분 영역들(14, 15) 사이에 빈 공간(24)이 제공되는, 장치.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 2개의 부분 영역들(14, 15) 사이에 가스 채널(24)이 제공되는, 장치.
  32. 제27항에 있어서,
    상기 2개의 부분 영역들 사이에 절연체(24)가 제공되는, 장치.
  33. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 상기 부분 영역들(14a, 14b, 14c)은 행으로 직선으로, 길이 방향(L)을 횡단하여(방향 Q) 배향되는, 장치.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 관련 1차 영역들(12a, 12b, 12c)의 푸시-풀 동작은 상기 부분 영역들(14a, 14b, 14c)의 행(row)을 따라 교대로 이루어지는, 장치.
  35. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 상기 부분 영역들(14a, 14b, 14c)은 그리드의 방식으로 평면 내에 배향되는, 장치.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 관련 1차 영역들(12a, 12b, 12c)의 푸시-풀 동작은 길이 방향을 횡단하는 제1 방향(Q)을 따라, 그리고 상기 제1 방향 및 상기 길이 방향에 수직인 제2 방향(S)을 따라 교대로 이루어지는, 장치.
  37. 기판을 처리하기 위해 대기압 플라즈마(20, 20a, 20b, 20c)를 생성하기 위한 장치(10)에 있어서,
    저 AC 전압을 인가하도록 적어도 2개의 전극(17a, 17b, 17c)이 제공되는 적어도 하나의 1차 영역(12, 12a, 12b, 12c), 및 길이 방향(L)으로 연장하는 2차 영역(13)을 포함하며, 압전 재료로 이루어져 있는 유닛(11, 11a, 11b, 11c)
    을 포함하며,
    상기 1차 영역의 여기로 인해 길이 방향(L)을 따라 전위차가 생성되고,
    제2의 별개의 1차 영역(12b) 및 길이 방향으로 연장하는 제2의 별도의 2차 영역(15)을 포함하는 제2 유닛(11b)이 제공되며,
    상기 2개의 2차 영역(14, 15)은 서로 평행하게 정렬되며 상기 길이 방향을 횡단하여 서로 떨어져 있고,
    상기 2개의 2차 영역은 그들 사이에, 길이 방향(L)으로 진행하는 가스 흐름 채널(24)을 형성하는, 장치.
  38. 제37항에 있어서,
    복수의 2차 영역들(14, 15, 14a, 15a, 14b, 15b, 14c, 15c)은 직선의 행으로 배향되며,
    상기 길이 방향(L)으로 진행하는 복수의 가스 흐름 채널(24a, 24b, 24c)이 형성되는, 장치.
  39. 제37항에 있어서,
    복수의 2차 영역들(14, 15, 14a, 15a, 14b, 15b, 14c, 15c)은 그리드의 방식으로 평면 내에 배향되고, 상기 길이 방향(L)으로 진행하는 복수의 가스-운반 채널이 형성되는, 장치.
  40. 기판을 처리하기 위해 대기압 플라즈마를 생성하기 위한 장치(10)에 있어서,
    저 AC 전압을 인가하도록 적어도 2개의 전극(17a, 17b)이 제공되는 적어도 하나의 1차 영역(12), 및 길이 방향(L)에서 상기 1차 영역의 여기로 인해 전위차가 생성되는 2차 영역(13)을 포함하며, 압전 재료로 이루어져 있는 유닛(11)
    을 포함하며,
    상기 2차 영역(13)은 가스-운반 채널(24)의 벽을 형성하는 곡선의 내부 표면(IF)을 가지는, 장치.
  41. 제40항에 있어서,
    상기 곡선의 내부 표면(IF)은 대기압 플라즈마(20)에 대한 경계 표면을 제공하는, 장치.
  42. 기판을 처리하기 위해 대기압 플라즈마를 생성하기 위한 장치(10)에 있어서,
    저 AC 전압을 인가하도록 적어도 2개의 전극(17a, 17b)이 제공되는 적어도 하나의 1차 영역(12), 및 길이 방향(L)에서 상기 1차 영역(12)의 여기로 인해 전위차가 생성되는 2차 영역(13)을 포함하며, 압전 재료로 이루어져 있는 유닛(11)
    을 포함하며,
    상기 길이 방향(L)으로 진행하는 연속적인 가스 흐름 채널(24)이 상기 2차 영역(13)에 제공되며,
    상기 2차 영역(13)은 상기 가스 흐름 채널(24)을 완전하게 둘러싸는, 장치.
  43. 제42항에 있어서,
    그 내부 표면(IF)를 가지는 상기 2차 영역(13)은 상기 가스 흐름 채널(14)의 벽을 제공하는, 장치.
  44. 제42항 또는 제43항에 있어서,
    상기 가스 흐름 채널(24)은 상기 1차 영역(12)을 관통하는, 장치.
  45. 제42항 또는 제43항에 있어서,
    상기 유닛(11)은 본질적으로 관형 형상으로 되어 있는, 장치.
  46. 기판을 처리하기 위해 대기압 플라즈마를 생성하기 위한 장치(10)에 있어서,
    저 AC 전압을 인가하도록 적어도 2개의 전극(17a, 17b)이 제공되는 적어도 하나의 1차 영역(12), 및 길이 방향(L)에서 상기 1차 영역(12)의 여기로 인해 전위차가 생성되는 2차 영역(13)을 포함하며, 압전 재료로 이루어져 있는 유닛(11)
    을 포함하며,
    상기 2차 영역(13)에서, 복수의 연속적인, 평행한 가스 흐름 채널들(24)이 상기 길이 방향(L)으로 진행하여 배향되는, 장치.
  47. 삭제
  48. 삭제
  49. 삭제
  50. 삭제
  51. 압전 재료로 이루어져 있는 단일의 벌집 모양의 가공품(11)을 제조하는 방법에 있어서,
    압출 프로세스(extrusion process)의 방식으로 상기 압전 재료를 노즐로부터 길이 방향(L)으로 연속적으로 전달하는 단계
    를 포함하며,
    상기 노즐은, 상기 가공품의 길이 방향으로 진행하는 복수의 관통 개구들(24)을 얻기 위해, 상기 가공품의 벌집 모양 구조에 대응하는 상보적 카운터-벌집 모양 구조를 가지는, 방법.
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