KR102161155B1 - Rf power monitoring apparatus of plasma generator - Google Patents
Rf power monitoring apparatus of plasma generator Download PDFInfo
- Publication number
- KR102161155B1 KR102161155B1 KR1020190081882A KR20190081882A KR102161155B1 KR 102161155 B1 KR102161155 B1 KR 102161155B1 KR 1020190081882 A KR1020190081882 A KR 1020190081882A KR 20190081882 A KR20190081882 A KR 20190081882A KR 102161155 B1 KR102161155 B1 KR 102161155B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- signal
- output
- frequency
- monitor
- power
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32917—Plasma diagnostics
- H01J37/32935—Monitoring and controlling tubes by information coming from the object and/or discharge
- H01J37/32972—Spectral analysis
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
- G01R23/02—Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage
- G01R23/14—Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage by heterodyning; by beat-frequency comparison
- G01R23/145—Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage by heterodyning; by beat-frequency comparison by heterodyning or by beat-frequency comparison with the harmonic of an oscillator
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 고주파 전력을 모니터링하기 위한 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라즈마 발생 장치로부터 플라즈마 부하로 공급되는 진행파 전력 또는 플라즈마 부하로부터 플라즈마 발생 장치로 반사되는 반사파 전력을 모니터링 하기 위한 플라즈마 발생 장치의 RF 전력 모니터링 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for monitoring high frequency power, and more particularly, RF of a plasma generating apparatus for monitoring propagating wave power supplied from a plasma generating apparatus to a plasma load or reflected wave power reflected from a plasma load to a plasma generating apparatus. It relates to a power monitoring device.
플라스마 에칭(plasma etching)은 반도체 제조 공정에서 빈번히 사용된다. 플라스마 에칭에서, 이온은 기판 상에 노출된 표면을 에칭하기 위하여 전계(electric field)에 의해 가속된다. 전계는 고주파 전력 시스템의 고주파 발생기에 의해 발생되는 고주파 신호들에 따라 발생된다. 고주파 발생기에 의해 발생되는 고주파 신호들은 플라스마 에칭을 효율적으로 실행하도록 정밀하게 제어되어야 한다.Plasma etching is frequently used in semiconductor manufacturing processes. In plasma etching, ions are accelerated by an electric field to etch the exposed surface on the substrate. The electric field is generated according to high-frequency signals generated by a high-frequency generator of a high-frequency power system. The high-frequency signals generated by the high-frequency generator must be precisely controlled to efficiently perform plasma etching.
고주파 전력 시스템은 고주파 발생기, 임피던스 매처(Impedance matcher), 및 플라스마 챔버를 포함할 수 있다. 고주파 신호는 집적회로(IC)들, 솔라 패널, 콤팩트 디스크(CD), 및/또는 DVD와 같은 다양한 부품들을 제조하기 위하여 부하를 구동하도록 사용된다. The high frequency power system may include a high frequency generator, an impedance matcher, and a plasma chamber. High-frequency signals are used to drive the load to manufacture various components such as integrated circuits (ICs), solar panels, compact disks (CDs), and/or DVDs.
고주파 신호는 임피던스 매처에 수신된다. 임피던스 매처는 임피던스 매처의 입력 임피던스를 고주파 발생기와 임피던스 매처 사이의 전송 라인의 특성 임피던스에 매칭한다. 임피던스 매칭은 플라스마 챔버를 향하여 순방향으로 공진 네트워크에 인가되는 임피던스 매처의 전력량("순방향 전력")을 최대화하는 데에 도움을 주며, 임피던스 매처로부터 고주파 발생기로 반사되는 전력량("역방향 전력")을 최소화하는 데에 도움을 준다. 즉, 임피던스 매처의 입력 임피던스가 전송 라인의 특성 임피던스와 일치할 때 고주파 발생기로부터 플라즈마 챔버로의 순방향 전력 출력을 최대화되고 역방향 전력이 최소화될 수 있다. The high-frequency signal is received by an impedance matcher. The impedance matcher matches the input impedance of the impedance matcher to the characteristic impedance of the transmission line between the high frequency generator and the impedance matcher. Impedance matching helps to maximize the amount of power of the impedance matcher ("forward power") applied to the resonant network in the forward direction toward the plasma chamber, and minimizes the amount of power reflected from the impedance matcher to the high frequency generator ("reverse power"). Help you do. That is, when the input impedance of the impedance matcher matches the characteristic impedance of the transmission line, the forward power output from the high frequency generator to the plasma chamber can be maximized and the reverse power can be minimized.
그런데 플라즈마 챔버로부터의 역방향 전력은 원하지 않는 아크의 발생으로 인해 증가할 수 있으며, 아크를 신속하게 식별하는 기술이 요구되고 있다.However, the reverse power from the plasma chamber may increase due to the occurrence of an undesired arc, and a technique for quickly identifying the arc is required.
EP1801946 A1은, 평가 신호가 기준 값을 초과하거나 그 아래로 떨어지는 결정된 시간 범위들을 가진 아크를 식별하는 방법을 개시하고 있다. 그 단계가 동일한 극성의 후속 반파에서 반복된다. 대응하는 시간 범위들이 미리 결정된 허용 오차 초과만큼 상이하면 아크가 식별된다. 이 방법에서, 신뢰성 있는 아크 식별을 위해 복수의 기준 값들이 제공되어야만 하고, 각각의 기준 값에 대해 복수의 허용 오차들이 설정되어야만 하며, 이는 복잡하다. 이 방법에서는 또한 아주 많은 수의 기준 값들 및 아주 잘 조절된 허용 오차들의 경우에 잘못 식별된 아크들이 있을 수 있다.EP1801946 A1 discloses a method for identifying arcs with determined time ranges in which an evaluation signal exceeds or falls below a reference value. The step is repeated in subsequent half waves of the same polarity. An arc is identified if the corresponding time ranges differ by more than a predetermined tolerance. In this method, a plurality of reference values must be provided for reliable arc identification, and a plurality of tolerances must be set for each reference value, which is complicated. In this method there can also be misidentified arcs in case of a very large number of reference values and very well controlled tolerances.
본 발명은 플라즈마 전력의 스펙트럼을 분석함으로써 진행파 전력과 반사파 전력을 기본파와 고조파로 구분하여 계측함으로써 신뢰성 있게 모니터링 할 수 있는 플라즈마 발생 장치의 RF 전력 모니터링 장치를 제공함에 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an RF power monitoring apparatus for a plasma generating device that can reliably monitor the traveling wave power and the reflected wave power by analyzing the spectrum of the plasma power by dividing it into a fundamental wave and a harmonic wave.
본 발명은 플라즈마 전력의 스펙트럼을 분석함으로써 불요파의 발생을 신뢰성 있게 모니터링 할 수 있는 플라즈마 발생 장치 및 그의 불요파 모니터링 방법을 제공함에 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a plasma generating apparatus capable of reliably monitoring the generation of unwanted waves by analyzing a spectrum of plasma power and a method of monitoring the unwanted waves.
본원의 제1 발명에 따른 플라즈마 발생 장치는, 플라즈마 발생 장치와 플라즈마 부하 간의 진행파 전력과 반사파 전력을 모니터링 하기 위한 플라즈마 발생 장치에 있어서, 상용 교류 전원을 정류하고, 정류된 전압을 소정 레벨의 직류 전압으로 유지하도록 구성된 정류기 및 DC 링크; 상기 직류 전압을 고주파 신호로 증폭하여 출력하도록 구성된 전력 증폭기; 상기 전력 증폭기와 부하 사이의 전기적 신호를 검출하여 전기적 검출 신호를 출력하도록 구성된 RF 센서; 메인 컨트롤러로부터 출력되는 동기 제어 신호에 제어되어 소정 주파수의 동기 신호를 출력하도록 구성된 동기 신호 발생기; 및 상기 RF 센서로부터 출력되는 전기적 검출 신호를 상기 고주파 신호의 기본파 및 고조파에 대응하는 발진 주파수와 믹싱하여 불요파의 주파수 대역 및 크기를 모니터링 하도록 구성된 스펙트럼 모니터를 포함한다.In the plasma generating apparatus according to the first invention of the present application, in the plasma generating apparatus for monitoring the traveling wave power and the reflected wave power between the plasma generating apparatus and the plasma load, the commercial AC power source is rectified, and the rectified voltage is a DC voltage of a predetermined level. A DC link and a rectifier configured to maintain A power amplifier configured to amplify and output the DC voltage into a high frequency signal; An RF sensor configured to detect an electrical signal between the power amplifier and a load and output an electrical detection signal; A synchronization signal generator configured to output a synchronization signal of a predetermined frequency by being controlled by the synchronization control signal output from the main controller; And a spectrum monitor configured to monitor the frequency band and magnitude of the unwanted wave by mixing the electrical detection signal output from the RF sensor with an oscillation frequency corresponding to the fundamental wave and harmonic of the high-frequency signal.
바람직하게는, 상기 스펙트럼 모니터는, 상기 RF 센서로부터 출력되는 전기적 검출 신호를 이용하여 상기 진행파 전력 내 불요파를 측정하도록 구성된 진행파 전력용 모니터부; 상기 RF 센서로부터 출력되는 전기적 검출 신호를 이용하여 상기 반사파 전력 내 불요파를 측정하도록 구성된 반사파 전력용 모니터부; 및 상기 동기 신호에 제어되어 상기 진행파 전력용 모니터부와 상기 반사파 전력용 모니터부를 제어하도록 구성된 모니터용 컨트롤러를 포함한다.Preferably, the spectrum monitor includes: a traveling wave power monitor configured to measure an unwanted wave in the traveling wave power using an electrical detection signal output from the RF sensor; A reflected wave power monitor configured to measure an unwanted wave in the reflected wave power using an electrical detection signal output from the RF sensor; And a monitor controller configured to be controlled by the synchronization signal to control the traveling wave power monitor unit and the reflected wave power monitor unit.
바람직하게는, 상기 진행파 전력용 모니터부는, 상기 모니터용 컨트롤러로부터 출력되는 감쇠 제어 신호에 제어되어 입력되는 진행파 전력의 크기를 소정 크기로 감쇠시키는 감쇠기; 상기 감쇠기로부터 출력되는 감쇠된 진행파 전력에 대하여 감지하고자 하는 최대 주파수 범위까지 통과시키도록 구성된 감지 최대 범위 제한용 저역 통과 필터; 상기 모니터용 컨트롤러로부터 출력되는 주파수 합성 제어 신호에 제어되어 상기 고주파 신호의 기본파, 및 고조파에 대응하는 주파수를 가진 국부 발진 신호를 선택적으로 출력하는 주파수 합성기; 상기 감지 최대 범위 제한용 저역 통과 필터로부터 출력되는 필터링된 고주파 신호와 상기 국부 발진 신호를 혼합하여 합성 신호와 편차 신호를 출력하는 주파수 믹서; 상기 주파수 믹서로부터 출력되는 신호들 중 상기 편차 신호를 통과시키는 측정 대역 선택용 저역 통과 필터 군; 상기 측정 대역 선택용 저역 통과 필터 군을 통과하는 편차 신호를 증폭하는 증폭기; 및 상기 모니터용 컨트롤러로부터 출력되는 샘플링 제어 신호에 제어되어 교류 성분의 증폭 신호를 직류 성분으로 변환하여 출력하는 레벨 검출기를 포함한다.Preferably, the traveling wave power monitor unit comprises: an attenuator for attenuating the magnitude of the traveling wave power input by being controlled by the attenuation control signal output from the monitor controller to a predetermined size; A low-pass filter for limiting a detection maximum range configured to pass the attenuated traveling wave power output from the attenuator to a maximum frequency range to be detected; A frequency synthesizer that is controlled by a frequency synthesis control signal output from the monitor controller and selectively outputs a local oscillation signal having a frequency corresponding to a fundamental wave and a harmonic of the high-frequency signal; A frequency mixer configured to output a synthesized signal and a deviation signal by mixing the filtered high-frequency signal output from the low-pass filter for limiting the detection maximum range and the local oscillation signal; A group of low-pass filters for selecting a measurement band for passing the deviation signal among signals output from the frequency mixer; An amplifier amplifying a deviation signal passing through the low-pass filter group for selecting the measurement band; And a level detector controlled by the sampling control signal output from the monitor controller to convert an amplified signal of an AC component into a DC component and output it.
바람직하게는, 상기 진행파 전력용 모니터부는, 상기 모니터용 컨트롤러로부터 출력되는 감쇠 제어 신호에 제어되어 입력되는 진행파 전력의 크기를 소정 크기로 감쇠시키는 감쇠기; 상기 감쇠기로부터 출력되는 감쇠된 진행파 전력에 대하여 감지하고자 하는 최대 주파수 범위까지 통과시키도록 구성된 감지 최대 범위 제한용 저역 통과 필터; 상기 모니터용 컨트롤러로부터 출력되는 주파수 합성 제어 신호에 제어되어 상기 고주파 신호의 기본파, 및 고조파에 대응하는 주파수를 가진 국부 발진 신호를 동시적으로 출력하는 국부 발진부; 상기 감지 최대 범위 제한용 저역 통과 필터로부터 출력되는 필터링된 고주파 신호와 상기 국부 발진 신호를 혼합하여 합성 신호와 편차 신호를 출력하는 주파수 믹싱부; 상기 주파수 믹싱부로부터 출력되는 신호들 중 상기 편차 신호를 통과시키는 저역 통과 필터 군; 상기 저역 통과 필터 군을 통과하는 편차 신호를 증폭하는 증폭기; 및 상기 모니터용 컨트롤러로부터 출력되는 샘플링 제어 신호에 제어되어 교류 성분의 증폭 신호를 직류 성분으로 변환하여 출력하는 레벨 검출기를 포함한다.Preferably, the traveling wave power monitor unit comprises: an attenuator for attenuating the magnitude of the traveling wave power input by being controlled by the attenuation control signal output from the monitor controller to a predetermined size; A low-pass filter for limiting a detection maximum range configured to pass the attenuated traveling wave power output from the attenuator to a maximum frequency range to be detected; A local oscillator controlled by a frequency synthesis control signal output from the monitor controller and simultaneously outputs a local oscillation signal having a frequency corresponding to a fundamental wave and a harmonic of the high-frequency signal; A frequency mixing unit configured to output a synthesized signal and a deviation signal by mixing the filtered high-frequency signal output from the low-pass filter for limiting the detection maximum range and the local oscillation signal; A low-pass filter group for passing the deviation signal among signals output from the frequency mixing unit; An amplifier amplifying a deviation signal passing through the low-pass filter group; And a level detector controlled by the sampling control signal output from the monitor controller to convert an amplified signal of an AC component into a DC component and output it.
삭제delete
삭제delete
삭제delete
또한, 본원의 제4 발명에 따른 플라즈마 발생 장치의 불요파 모니터링 방법은, 플라즈마 발생 장치와 플라즈마 부하 간의 진행파 전력과 반사파 전력을 모니터링 하기 위한 불요파 모니터링 방법에 있어서, 모니터용 컨트롤러로부터 출력되는 감쇠 제어 신호에 제어되어 상기 플라즈마 발생 장치 내 RF 센서로부터 출력되는 전기적 검출 신호의 크기를 소정 크기로 감쇠시키는 단계; 감쇠된 상기 전기적 검출 신호에 대하여 감지 최대 주파수 범위까지 통과시키는 저역 통과 필터링 단계; 상기 모니터용 컨트롤러로부터 출력되는 주파수 합성 제어 신호에 제어되어 상기 플라즈마 발생 장치 내 고주파 증폭기가 생성하는 고주파 신호의 기본파, 및 고조파에 대응하는 주파수를 가진 국부 발진 신호를 동시적으로 출력하는 단계; 상기 저역 통과 필터링 단계에 따라 필터링된 전기적 검출 신호와 상기 국부 발진 신호를 혼합하여 합성 신호와 편차 신호를 출력하는 주파수 믹싱 단계; 상기 주파수 믹싱 단계에 따라 출력되는 신호들 중 상기 편차 신호를 통과시키는 측정 대역 선택 단계; 상기 측정 대역 선택 단계 후 편차 신호를 증폭하여 증폭 신호를 출력하는 증폭 단계; 및 상기 모니터용 컨트롤러로부터 출력되는 샘플링 제어 신호에 제어되어 상기 증폭 신호를 직류 성분으로 변환하여 출력하는 레벨 검출 단계를 포함한다.In addition, in the unnecessary wave monitoring method of the plasma generating device according to the fourth invention of the present application, in the unnecessary wave monitoring method for monitoring the traveling wave power and the reflected wave power between the plasma generating device and the plasma load, attenuation control output from the monitor controller Attenuating a magnitude of an electrical detection signal controlled by a signal and output from an RF sensor in the plasma generating device to a predetermined size; A low-pass filtering step of passing the attenuated electrical detection signal to a detection maximum frequency range; Simultaneously outputting a fundamental wave of a high frequency signal generated by a high frequency amplifier in the plasma generating device and a local oscillation signal having a frequency corresponding to the harmonic, controlled by a frequency synthesis control signal output from the monitor controller; A frequency mixing step of mixing the electrical detection signal filtered according to the low-pass filtering step and the local oscillation signal to output a synthesized signal and a deviation signal; A measurement band selection step of passing the deviation signal among signals output according to the frequency mixing step; An amplification step of amplifying a deviation signal and outputting an amplified signal after the measurement band selection step; And a level detection step of converting the amplified signal into a DC component and outputting the amplified signal controlled by the sampling control signal output from the monitor controller.
본 발명의 플라즈마 발생 장치의 불요파 모니터링 방법에 따르면, 플라즈마 전력의 스펙트럼을 분석함으로써 불요파의 발생을 신뢰성 있게 모니터링 할 수 있다.According to the method of monitoring the unwanted wave of the plasma generating apparatus of the present invention, it is possible to reliably monitor the generation of the unwanted wave by analyzing the spectrum of the plasma power.
도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 발생 장치의 전체 블록 구성도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스펙트럼 모니터의 블록 구성도,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스펙트럼 모니터의 세부 구성도,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스펙트럼 모니터의 세부 구성도,
도 5a는 본 발명에 따른 기본파 근방의 불요파 측정영역 예시도,
도 5b는 본 발명에 따른 제2 고조파 근방의 불요파 측정영역 예시도, 및
도 5c는 본 발명에 따른 제3 고조파 근방의 불요파 측정영역 예시도이다.1 is an overall block diagram of a plasma generating apparatus according to the present invention,
2 is a block diagram of a spectrum monitor according to an embodiment of the present invention;
3 is a detailed configuration diagram of a spectrum monitor according to another embodiment of the present invention;
4 is a detailed configuration diagram of a spectrum monitor according to another embodiment of the present invention;
5A is an exemplary view of an unwanted wave measurement area near a fundamental wave according to the present invention;
5B is an exemplary view of an unwanted wave measurement area near a second harmonic according to the present invention, and
5C is an exemplary diagram illustrating an unwanted wave measurement area near a third harmonic according to the present invention.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구체적인 실시예가 설명된다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대하여 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, specific embodiments according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it is to be understood as including all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
본 발명은 플라즈마 발생 장치의 출력 측에 검출되는 진행파 전력과 반사파 전력의 기본파 및 고조파 부근의 스펙트럼을 모니터링하여 불요파를 측정하는 기술이다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 기본파는 13.56 MHz일 수 있다.The present invention is a technique for measuring spurious waves by monitoring spectrums around fundamental and harmonics of traveling wave power and reflected wave power detected at an output side of a plasma generating device. According to an embodiment of the present invention, the fundamental wave may be 13.56 MHz.
여기서, 진행파 전력이라 함은 플라즈마 발생 장치로부터 플라즈마 부하에 공급되는 전력을 의미하고, 반사파 전력이라 함음 플라즈마 부하로부터 플라즈마 발생 장치로 반사되는 전력을 의미한다.Here, the traveling wave power refers to power supplied from the plasma generating device to the plasma load, and the reflected wave power refers to power reflected from the plasma load to the plasma generating device.
도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 발생 장치의 전체 블록 구성도이다.1 is an overall block diagram of a plasma generating apparatus according to the present invention.
본 발명에 따른 플라즈마 발생 장치는 3상 교류 전원(110), 차단기(115), 노이즈 필터(120), 정류기 및 DC 링크(125), 전력 증폭기(130), RF 센서(135), 보조 정류기(140), 메인 컨트롤러(145), 동기 신호 발생기(150), 및 스펙트럼 모니터(155)를 포함한다.The plasma generating apparatus according to the present invention includes a three-phase
본 발명의 일실시예에 따른 차단기(115)는 3상 교류 전원(110)으로부터 과전류가 유입되면 자동으로 차단된다.The
본 발명의 일실시예에 따른 노이즈 필터(120)는 3상 교류 전원(110)에 유입되는 노이즈를 필터링한다.The
본 발명의 일실시예에 따른 정류기 및 DC 링크(125)의 정류기는 메인 컨트롤러(145)로부터 출력되는 정류 제어 신호(미도시)에 제어되어 3상 교류 전원(110)을 정류하고, 정류기에 병렬연결되는 캐패시터(미도시)를 포함하는 DC 링크는 정류된 전압을 소정 레벨의 직류 전압으로 유지한다.The rectifier according to an embodiment of the present invention and the rectifier of the
본 발명의 일실시예에 따른 전력 증폭기(130)는 메인 컨트롤러(145)로부터 출력되는 고주파 제어 신호(미도시)에 제어되어 정류기 및 DC 링크(125)로부터 출력되는 직류 전압을 증폭하여 고주파 신호를 출력한다.The
본 발명의 일실시예에 따른 RF 센서(135)는 전력 증폭기(130)로부터 출력되는 전기적 신호를 검출하여 전기적 신호를 출력한다. 여기서, 전기적 검출 신호는 검출전류값(Is), 검출전압값(Vs), 전력 증폭기(130)로부터 RF 부하(160)로 공급되는 진행파 전력(PFWD), 및 RF 부하(160)로부터 전력 증폭기(130)로 반사되는 반사파 전력(PREF) 중 적어도 어느 하나 이상일 수 있다. The
본 발명의 일실시예에 따른 보조 정류기(145)는 노이즈 필터(120)로부터 출력되는 상용 교류 전원을 정류하여 소정 레벨의 보조 전원용 직류 전압으로 변환하여 출력한다.The
본 발명의 일실시예에 따른 동기 신호 발생기(150)는 메인 컨트롤러(145)로부터 출력되는 동기 제어 신호에 제어되어 소정 주파수를 가진 동기 신호(Sync)를 출력한다. 예컨대, 동기 신호 발생기(150)는 직접 디지털 합성기형 발진기인 DDS형 오실레이터로 구현될 수 있다. The
본 발명의 일실시예에 따른 스펙트럼 모니터(155)는 RF 센서(135)로부터 출력되는 전기적 검출 신호를 고주파 신호의 기본파 및 고조파에 대응하는 발진 주파수와 혼합하여 불요파의 주파수 대역 및 크기를 검출한다. 여기서, 동기 신호(Sync)는 전력 증폭기(130) 및 스펙트럼 모니터(155)에 각각 제공되어 전력 증폭기(130)의 출력과 스펙트럼 모니터(155)의 출력을 동기시킨다. 이에 따라 스펙트럼 모니터(155)로부터 출력되는 불요파가 전력 증폭기(130)의 어느 출력에 대응되는지를 확인할 수 있다. 또한 본 발명의 일실시예에 따르면, RF 센서(135)는 커플러로 대체될 수 있다. The spectrum monitor 155 according to an embodiment of the present invention detects the frequency band and size of the unwanted wave by mixing the electrical detection signal output from the
본 발명의 일실시예에 따른 메인 컨트롤러(160)는 스펙트럼 모니터(155)로부터 출력되는 모니터링 신호에 응답하여 정류기 및 DC 링크(125)를 제어신호를 출력한다.The
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스펙트럼 모니터의 블록 구성도이다.2 is a block diagram of a spectrum monitor according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일실시예에 따른 스펙트럼 모니터는 진행파 전력(PFWD) 내 불요파를 측정하기 위한 진행파 전력용 모니터부(201), 반사파 전력(PREF) 내 불요파를 측정하기 위한 반사파 전력용 모니터부(203), 및 모니터용 컨트롤러(205)를 포함한다.The spectrum monitor according to an embodiment of the present invention includes a traveling
여기서, 진행파 전력용 모니터부(201)와 반사파 전력용 모니터부(203)는 동일한 구성이므로 진행파 전력용 모니터부(201)에 대해서만 설명하기로 한다.Here, since the traveling wave
본 발명의 일실시예에 따른 진행파 전력용 모니터부(201)는 감쇠기(210), 감지 최대 범위 제한용 저역 통과 필터(220), 주파수 합성기(230), 주파수 믹서(240), 입력 선택 스위치 군(250), 측정 대역 선택용 저역 통과 필터 군(260), 출력 선택 스위치 군(270), 증폭기(280) 및 레벨 검출기(290)를 포함한다.The traveling wave
본 발명의 일실시예에 따른 감쇠기(210)는 모니터용 컨트롤러(205)로부터 출력되는 감쇠 제어신호(Sat1)에 제어되어 RF 센서로부터 출력되는 전기적 검출 신호의 크기를 감지하기에 적합한 크기로 감쇠시킨다.The
본 발명의 일실시예에 따른 감지 최대 범위 제한용 저역 통과 필터(220)는 감쇠기(210)로부터 출력되는 감쇠된 전기적 검출 신호에 대하여 소정 크기의 주파수 범위까지 통과시킴으로써 최대로 감지할 수 있는 주파수를 결정한다. 예컨대, 본 발명의 일실시예에 따르면 감지 최대 범위 제한용 저역 통과 필터(220)는 150 MHz의 주파수까지 통과시킬 수 있다.The low-
본 발명의 일실시예에 따른 주파수 합성기(230)는 제1 주파수 합성 제어신호(Sth1)에 제어되어 전력 증폭기가 생성하는 고주파 신호의 기본파, 제2 고조파, 및 제3 고조파에 대응하는 주파수의 국부 발진 신호(fLO, Local Oscillation frequency)를 선택적으로 출력한다. 여기서, 기본파, 제2 고조파, 및 제3 고조파와 동일한 주파수를 가진 국부 발진 신호의 출력 순서는 여하의 순서라도 무방하다. 즉, 기본파, 제2 고조파, 제3 고조파 순이거나, 기본파, 제3 고조파, 제2 고조파 순이거나, 제2 고조파, 기본파, 제3 고조파 순이거나, 제2 고조파, 제3 고조파, 기본파 순이거나, 제3 고조파, 기본파, 제2 고조파 순이거나, 제3 고조파, 제2 고조파, 기본파 순 중 어느 하나일 수 있다. 한편, 국부 발진 신호(fLO)의 선택적 출력은 수 마이크로초 내지 수십 밀리초 간격으로 수행될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 주파수 믹서(240)는 감지 최대 범위 제한용 저역 통과 필터(220)로부터 출력되는 필터링된 전기적 검출 신호와 주파수 합성기(230)로부터 출력되는 국부 발진 신호(fLO)를 혼합한다. 예컨대, 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 합성기(230)가 기본파 국부 발진 신호(fLO1)를 출력하면, 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 믹서(240)는 필터링된 전기적 검출 신호(fRF)와 기본파 국부 발진 신호(fLO1)를 혼합하여 제1 합성 신호(fRF+fLO1)와 제1 편차 신호(fRF-fLO1)를 출력한다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 합성기(230)가 제2 고조파 국부 발진 신호(fLO2)를 출력하면, 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 믹서(240)는 필터링된 전기적 검출 신호(fRF)와 제2 고조파 국부 발진 신호(fLO2)를 혼합하여 제2 합성 신호(fRF+fLO2)와 제2 편차 신호(fRF-fLO2)를 출력한다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 합성기(230)가 제3 고조파 국부 발진 신호(fLO3)를 출력하면, 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 믹서(240)는 필터링된 전기적 검출 신호(fRF)와 제3 고조파 국부 발진 신호(fLO3)를 혼합하여 제3 합성 신호(fRF+fLO3)와 제3 편차 신호(fRF-fLO3)를 출력한다.The
본 발명의 일실시예에 따른 입력 선택 스위치 군(250)과 본 발명의 일실시예에 따른 출력 선택 스위치 군(270)은 각각 모니터용 컨트롤러(205)로부터 출력되는 제1 입력 선택 스위칭 신호(Ssel11) 및 제1 출력 선택 스위칭 신호(Ssel12)에 제어되어 본 발명의 일실시예에 따른 측정 대역 선택용 저역 통과 필터 군(260) 중 어느 하나를 선택한다. The input
본 발명의 일실시예에 따른 측정 대역 선택용 저역 통과 필터 군(260)은 주파수 믹서(240)로부터 출력되는 합성 신호(fRF+fLO)와 편차 신호(fRF-fLO) 중 편차 신호를 통과시킨다. 이는 합성 신호의 주파수(fRF+fLO)가 측정 대역 선택용 저역 통과 필터 군(260) 내 여하의 저역 통과 필터의 대역폭(BW)보다 훨씬 높아 차단되기 때문이다.The low-
여기서, 본 발명의 일실시예에 따른 측정 대역 선택용 저역 통과 필터 군(260)은 복수의 저역통과필터(261, 262, 263)를 포함하고, 선택되는 저역통과필터에 따라 통과하는 편차 신호의 범위가 달라진다. 즉, 복수의 저역통과필터(261, 262, 263)의 대역폭은 각기 다르게 설계되는 것이 바람직하다. 예컨대, 제1 저역통과필터(261)의 대역폭은 100 kHz이고, 제2 저역통과필터(262)의 대역폭은 500 kHz이고, 제3 저역통과필터(263)의 대역폭은 1 MHz이다. 이에 따라 모니터링 대상이 달라지는 경우 등 필요시, 통과대역을 달리 설정할 수 있다. 한편, 본 발명에 따르면, 측정 대역 선택용 저역 통과 필터 군(260) 내 저역통과필터의 갯수는 도 2에 도시된 바에 따라 한정되지 않으며, 3 MHz의 대역폭을 가진 저역 통과 필터 및/또는 5 MHz의 대역폭을 가진 저역 통과 필터 등이 추가될 수 있음은 당연하다. Here, the low-
본 발명의 일실시예에 따른 증폭기(280)는 측정 대역 선택용 저역 통과 필터 군(260)로부터 출력되는 편차 신호를 증폭하여 증폭 신호를 출력한다.The
본 발명의 일실시예에 따른 레벨 검출기(290)는 모니터용 컨트롤러(205)로부터 출력되는 제1 샘플링 제어 신호(Ssam1)에 제어되어 교류의 증폭 신호를 직류로 변환하여 출력한다.The
결국, 본 발명의 일실시예에 따른 스펙트럼 모니터는 전기적 검출 신호의 기본파, 제2 고조파, 제3 고조파 주변에 발생하는 불요파를 검출하고, 그 크기를 측정할 수 있다.As a result, the spectrum monitor according to an embodiment of the present invention may detect a fundamental wave, a second harmonic, and an unwanted wave generated around the third harmonic of an electrical detection signal, and measure the magnitude thereof.
본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 발생 장치와 플라즈마 부하 간의 진행파 전력과 반사파 전력을 모니터링 하기 위한 불요파 모니터링 방법은 다음과 같다.An unnecessary wave monitoring method for monitoring the traveling wave power and reflected wave power between the plasma generating apparatus and the plasma load according to an embodiment of the present invention is as follows.
감쇠 단계에서, 모니터용 컨트롤러로부터 출력되는 감쇠 제어 신호에 제어되어 플라즈마 발생 장치 내 RF 센서로부터 출력되는 전기적 검출 신호의 크기를 소정 크기로 감쇠시킨다.In the attenuation step, the amplitude of the electrical detection signal output from the RF sensor in the plasma generating device is attenuated to a predetermined size, which is controlled by the attenuation control signal output from the monitor controller.
저역 통과 필터링 단계에서, 감쇠된 전기적 검출 신호에 대하여 감지 최대 주파수 범위까지 통과시킨다.In the low pass filtering step, the attenuated electrical detection signal is passed up to the detection maximum frequency range.
국부 발진 신호 출력 단계에서, 모니터용 컨트롤러로부터 출력되는 주파수 합성 제어 신호에 제어되어 플라즈마 발생 장치 내 고주파 증폭기가 생성하는 고주파 신호의 기본파, 및 고조파에 대응하는 주파수를 가진 국부 발진 신호를 선택적으로 출력한다.In the local oscillation signal output step, the fundamental wave of the high frequency signal generated by the high frequency amplifier in the plasma generator is controlled by the frequency synthesis control signal output from the monitor controller and selectively outputs a local oscillation signal having a frequency corresponding to the harmonic. do.
주파수 믹싱 단계에서, 필터링된 전기적 검출 신호와 국부 발진 신호를 혼합하여 합성 신호와 편차 신호를 출력한다.In the frequency mixing step, the filtered electrical detection signal and the local oscillation signal are mixed to output a synthesized signal and a deviation signal.
측정 대역 선택 단계에서, 주파수 믹싱 단계에 따라 출력되는 신호들 중 편차 신호를 통과시킨다.In the measurement band selection step, a deviation signal among signals output according to the frequency mixing step is passed.
측정 대역 선택 단계 후 편차 신호를 증폭하여 증폭 신호를 출력한다.After the measurement band selection step, the deviation signal is amplified and an amplified signal is output.
레벨 검출 단계에서, 모니터용 컨트롤러로부터 출력되는 샘플링 제어 신호에 제어되어 증폭 신호를 직류 성분으로 변환한다.In the level detection step, the amplified signal is converted into a DC component, controlled by a sampling control signal output from the monitor controller.
그리고, 반사파 전력(PREF) 내 불요파를 측정하기 위한 반사파 전력용 모니터부(203) 또한, 반사파 전력의 기본파, 제2 고조파, 제3 고조파 주변에 발생하는 불요파를 검출하고, 그 크기를 측정할 수 있다.Further, the reflected
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스펙트럼 모니터의 세부 구성도이다.3 is a detailed configuration diagram of a spectrum monitor according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 다른 실시예에 따른 스펙트럼 모니터는 진행파 전력(PFWD) 내 불요파를 측정하기 위한 진행파 전력용 모니터부(301), 반사파 전력(PREF) 내 불요파를 측정하기 위한 반사파 전력용 모니터부(303), 및 모니터용 컨트롤러(305)를 포함한다.A spectrum monitor according to another embodiment of the present invention includes a traveling
여기서, 진행파 전력용 모니터부(301)와 반사파 전력용 모니터부(303)는 동일한 구성이므로 진행파 전력용 모니터부(301)에 대해서만 설명하기로 한다.Here, since the traveling
본 발명의 일실시예에 따른 진행파 전력용 모니터부(301)는 감쇠기(310), 감지 최대 범위 제한용 저역 통과 필터(320), 국부 발진부(330), 주파수 믹싱부(340), 측정 대역 선택용 저역 통과 필터 군(350), 중간 주파 증폭기(360) 및 레벨 검출기(370)를 포함한다.The
본 발명의 일실시예에 따른 감쇠기(310)는 모니터용 컨트롤러(305)로부터 출력되는 감쇠 제어신호(Sat1)에 제어되어 RF 센서로부터 출력되는 전기적 검출 신호의 크기를 감지하기에 적합한 크기로 감쇠시킨다.The
본 발명의 일실시예에 따른 감지 최대 범위 제한용 저역 통과 필터(320)는 감쇠기(310)로부터 출력되는 감쇠된 전기적 검출 신호에 대하여 소정 크기의 주파수 범위까지 통과시킴으로써 최대로 감지할 수 있는 주파수를 결정한다. 예컨대, 본 발명의 일실시예에 따르면 감지 최대 범위 제한용 저역 통과 필터(320)는 150 MHz의 주파수까지 통과시킬 수 있다.The low-
본 발명의 일실시예에 따른 국부 발진부(330)는 제1 내지 제3 국부 발진 제어신호(SLO11, SLO12, SLO13)에 제어되어 고주파 신호의 기본파(예: 13.56 MHz), 제2 고조파(예: 27.12 MHz), 및 제3 고조파(예: 40.68 MHz)에 대응하는 주파수를 가진 제1 내지 제3 국부 발진 신호(fLO1, fLO2, fLO3)를 출력한다. The
본 발명의 일실시예에 따른 주파수 믹싱부(340)는 제1 내지 제3 주파수 믹서(351, 353, 355)를 포함하고, 감지 최대 범위 제한용 저역 통과 필터(320)로부터 출력되는 필터링된 전기적 검출 신호와 국부 발진부(330)로부터 출력되는 국부 발진 신호(fLO)를 혼합한다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 제1 주파수 믹서(341)는 필터링된 전기적 검출 신호(fRF)와 기본파 국부 발진 신호(fLO1)를 혼합하여 제1 합성 신호(fRF+fLO1)와 제1 편차 신호(fRF-fLO1)를 출력한다. 제2 주파수 믹서(343)는 필터링된 전기적 검출 신호(fRF)와 제2 고조파 국부 발진 신호(fLO2)를 혼합하여 제2 합성 신호(fRF+fLO2)와 제2 편차 신호(fRF-fLO2)를 출력한다. 제3 주파수 믹서(345)는 필터링된 전기적 검출 신호(fRF)와 제3 고조파 국부 발진 신호(fLO3)를 혼합하여 제3 합성 신호(fRF+fLO3)와 제3 편차 신호(fRF-fLO3)를 출력한다.The
본 발명의 일실시예에 따른 측정 대역 선택용 저역 통과 필터 군(350)은 주파수 믹싱부(340)로부터 출력되는 합성 신호(fRF+fLO)와 편차 신호(fRF-fLO) 중 편차 신호를 통과시킨다. 즉, 제1 내지 제3 합성 신호는 저역 통과 필터 군 내 저역 통과 필터들이 통과시킬 수 있는 주파수 대역(BW)을 초과하는 범위의 신호들이므로 차단된다.The low-
여기서, 본 발명의 일실시예에 따른 측정 대역 선택용 저역 통과 필터 군(350)은 복수의 저역통과필터(351, 353, 355: LPF41, LPF42, LPF43)를 포함하고, 복수의 저역통과필터(351, 353, 355)의 통과 대역폭은 상호 독립적으로 설계될 수 있다. 즉, 복수의 저역통과필터(351, 353, 355)의 통과 대역폭은 서로 같거나 다를 수 있다.Here, the low-
본 발명의 일실시예에 따른 증폭기(360)는 측정 대역 선택용 저역 통과 필터 군(350)로부터 출력되는 편차 신호를 합성 및 증폭하여 증폭 신호를 출력한다.The
본 발명의 일실시예에 따른 레벨 검출기(370)는 모니터용 컨트롤러(305)로부터 출력되는 제1 샘플링 제어 신호(Ssam1)에 제어되어 교류의 증폭 신호를 직류로 변환하여 출력한다.The
결국, 본 발명의 일실시예에 따른 스펙트럼 모니터는 전기적 검출 신호의 기본파, 제2 고조파, 제3 고조파 주변에 발생하는 불요파를 검출하고, 그 크기를 측정할 수 있다.As a result, the spectrum monitor according to an embodiment of the present invention may detect a fundamental wave, a second harmonic, and an unwanted wave generated around the third harmonic of an electrical detection signal, and measure the magnitude thereof.
본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치와 플라즈마 부하 간의 진행파 전력과 반사파 전력을 모니터링 하기 위한 불요파 모니터링 방법은 다음과 같다.An unnecessary wave monitoring method for monitoring the traveling wave power and the reflected wave power between the plasma generating device and the plasma load according to another embodiment of the present invention is as follows.
감쇠 단계에서, 모니터용 컨트롤러로부터 출력되는 감쇠 제어 신호에 제어되어 플라즈마 발생 장치 내 RF 센서로부터 출력되는 전기적 검출 신호의 크기를 소정 크기로 감쇠시킨다.In the attenuation step, the amplitude of the electrical detection signal output from the RF sensor in the plasma generating device is attenuated to a predetermined size, which is controlled by the attenuation control signal output from the monitor controller.
저역 통과 필터링 단계에서, 감쇠된 전기적 검출 신호에 대하여 감지 최대 주파수 범위까지 통과시킨다.In the low pass filtering step, the attenuated electrical detection signal is passed up to the detection maximum frequency range.
국부 발진 신호 출력 단계에서, 모니터용 컨트롤러로부터 출력되는 주파수 합성 제어 신호에 제어되어 플라즈마 발생 장치 내 고주파 증폭기가 생성하는 고주파 신호의 기본파, 및 고조파에 대응하는 주파수를 가진 국부 발진 신호를 동시적으로 출력한다.In the local oscillation signal output step, the fundamental wave of the high-frequency signal generated by the high-frequency amplifier in the plasma generating device and the local oscillation signal having a frequency corresponding to the harmonic are simultaneously controlled by the frequency synthesis control signal output from the monitor controller. Print.
주파수 믹싱 단계에서, 감지 최대 범위 제한용 저역 통과 필터로부터 출력되는 필터링된 전기적 검출 신호와 국부 발진 신호를 혼합하여 합성 신호와 편차 신호를 생성한다.In the frequency mixing step, a synthesized signal and a deviation signal are generated by mixing the filtered electrical detection signal output from the low-pass filter for limiting the detection maximum range and the local oscillation signal.
주파수 믹싱 단계 후 생성되는 신호들 중 상기 편차 신호를 통과시킨다.Among the signals generated after the frequency mixing step, the deviation signal is passed.
선택된 편차 신호를 증폭하여 증폭 신호를 출력하고, 모니터용 컨트롤러로부터 출력되는 샘플링 제어 신호에 제어되어 증폭 신호를 직류 성분으로 변환하여 출력한다.The amplified signal is amplified by amplifying the selected deviation signal, and controlled by a sampling control signal output from the monitor controller to convert the amplified signal into a DC component and output.
그리고, 반사파 전력(PREF) 내 불요파를 측정하기 위한 반사파 전력용 모니터부(303) 또한, 반사파 전력의 기본파, 제2 고조파, 제3 고조파 주변에 발생하는 불요파를 검출하고, 그 크기를 측정할 수 있다.In addition, the reflected
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스펙트럼 모니터의 세부 구성도이다.4 is a detailed configuration diagram of a spectrum monitor according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스펙트럼 모니터는 진행파 전력(PFWD) 내 불요파를 측정하기 위한 진행파 전력용 모니터부(401), 반사파 전력(PREF) 내 불요파를 측정하기 위한 반사파 전력용 모니터부(403), 및 모니터용 컨트롤러(405)를 포함한다.A spectrum monitor according to another embodiment of the present invention includes a traveling
여기서, 진행파 전력용 모니터부(401)와 반사파 전력용 모니터부(403)는 동일한 구성이므로 진행파 전력용 모니터부(401)에 대해서만 설명하기로 한다.Here, since the traveling
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 진행파 전력용 모니터부(401)는 감쇠기(410), 감지 최대 범위 제한용 저역 통과 필터(420), 국부 발진부(430), 주파수 믹싱부(440), 입력 선택 스위치 군(450), 측정 대역 선택용 저역 통과 필터 군(460), 출력 선택 스위치 군(470), 증폭기(480) 및 레벨 검출기(490)를 포함한다.The
본 발명의 일실시예에 따른 감쇠기(410)는 모니터용 컨트롤러(405)로부터 출력되는 감쇠 제어신호(Sat1)에 제어되어 RF 센서로부터 출력되는 전기적 검출 신호의 크기를 감지하기에 적합한 크기로 감쇠시킨다.The
본 발명의 일실시예에 따른 감지 최대 범위 제한용 저역 통과 필터(420)는 감쇠기(410)로부터 출력되는 감쇠된 전기적 검출 신호에 대하여 소정 크기의 주파수 범위까지 통과시킴으로써 최대로 감지할 수 있는 주파수를 결정한다. 예컨대, 본 발명의 일실시예에 따르면 감지 최대 범위 제한용 저역 통과 필터(420)는 150 MHz의 주파수까지 통과시킬 수 있다.The low-
본 발명의 일실시예에 따른 국부 발진부(430)는 제11 내지 제13 국부 발진기(431, 433, 435)를 포함하고, 제11 내지 제13 국부 발진기(431, 433, 435)는 각각 제1 내지 제3 국부 발진 제어신호(SLO11, SLO12, SLO13)에 제어되어 고주파 신호의 기본파(예: 13.56 MHz), 제2 고조파(예: 27.12 MHz), 및 제3 고조파(예: 40.68 MHz)에 대응하는 주파수를 가진 제1 내지 제3 국부 발진 신호(fLO1, fLO2, fLO3)를 출력한다. The
본 발명의 일실시예에 따른 주파수 믹싱부(440)는 제11 내지 제13 주파수 믹서(441, 443, 445)를 포함하고, 제11 내지 제13 주파수 믹서(441, 443, 445)는 각각 감지 최대 범위 제한용 저역 통과 필터(320)로부터 출력되는 필터링된 전기적 검출 신호와 국부 발진부(330)로부터 출력되는 국부 발진 신호(fLO)를 혼합한다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 제11 주파수 믹서(441)는 필터링된 전기적 검출 신호(fRF)와 기본파 국부 발진 신호(fLO1)를 혼합하여 제1 합성 신호(fRF+fLO1)와 제1 편차 신호(fRF-fLO1)를 출력한다. 제12 주파수 믹서(443)는 필터링된 전기적 검출 신호(fRF)와 제2 고조파 국부 발진 신호(fLO2)를 혼합하여 제2 합성 신호(fRF+fLO2)와 제2 편차 신호(fRF-fLO2)를 출력한다. 제3 주파수 믹서(445)는 필터링된 전기적 검출 신호(fRF)와 제3 고조파 국부 발진 신호(fLO3)를 혼합하여 제3 합성 신호(fRF+fLO3)와 제3 편차 신호(fRF-fLO3)를 출력한다.The
본 발명의 일실시예에 따른 입력 선택 스위치 군(450)과 본 발명의 일실시예에 따른 출력 선택 스위치 군(470)은 각각 모니터용 컨트롤러(405)로부터 출력되는 제1 입력 선택 스위칭 신호(Ssel11) 및 제1 출력 선택 스위칭 신호(Ssel12)에 제어되어 본 발명의 일실시예에 따른 측정 대역 선택용 저역 통과 필터 군(460) 중 어느 하나를 선택한다. The input
본 발명의 일실시예에 따른 측정 대역 선택용 저역 통과 필터 군(460)은 주파수 믹서(440)로부터 출력되는 합성 신호(fRF+fLO)와 편차 신호(fRF-fLO) 중 편차 신호(fRF-fLO)를 통과시킨다.The low-
여기서, 본 발명의 일실시예에 따른 측정 대역 선택용 저역 통과 필터 군(460)은 복수의 저역통과필터 세트(461, 462, 463)를 포함하고, 개별 저역통과필터 세트(461, 462, 463)는 각각 서로 다른 대역폭을 가진 복수의 저역통과필터(LPF51, LPF52, LPF53)를 포함한다. 즉, 개별 저역통과필터 세트(461, 462, 463)들은 복수의 저역통과필터(LPF51, LPF52, LPF53) 중 어느 저역 통과 필터가 선택되는지에 따라 통과하는 편차 신호의 범위가 달라진다. 예컨대, 제51 저역통과필터(LPF51)의 대역폭은 100 kHz이고, 제52 저역통과필터(LPF52)의 대역폭은 500 kHz이고, 제53 저역통과필터(LPF53)의 대역폭은 1 MHz이다. 이에 따라 모니터링 대상이 달라지는 경우 등 필요시, 통과대역을 달리 설정할 수 있다. 한편, 도시되지 않았으나, 개별 저역통과필터 세트(461, 462, 463)들은 각각 3 MHz의 대역폭을 가진 저역 통과 필터 및/또는 5 MHz의 대역폭을 가진 저역 통과 필터 등이 추가될 수 있음은 당연하고, 더 추가될 수 있음은 당연하다. Here, the low-
본 발명의 일실시예에 따른 증폭기(480)는 기본파, 제2 고조파 및 제3 고조파를 필터링하기 위한 개별 대역 통과 필터로부터 출력되는 편차 신호를 합하고 증폭하여 증폭 신호를 출력한다.The
본 발명의 일실시예에 따른 레벨 검출기(490)는 모니터용 컨트롤러(405)로부터 출력되는 제1 샘플링 제어 신호(Ssam1)에 제어되어 교류의 증폭 신호를 직류로 변환하여 출력한다.The
결국, 본 발명의 일실시예에 따른 스펙트럼 모니터는 전기적 검출 신호의 기본파, 제2 고조파, 제3 고조파 주변에 발생하는 불요파를 검출하고, 그 크기를 측정할 수 있다.As a result, the spectrum monitor according to an embodiment of the present invention may detect a fundamental wave, a second harmonic, and an unwanted wave generated around the third harmonic of an electrical detection signal, and measure the magnitude thereof.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치와 플라즈마 부하 간의 진행파 전력과 반사파 전력을 모니터링 하기 위한 불요파 모니터링 방법은 다음과 같다.An unnecessary wave monitoring method for monitoring traveling wave power and reflected wave power between a plasma generating device and a plasma load according to another embodiment of the present invention is as follows.
감쇠 단계에서, 모니터용 컨트롤러로부터 출력되는 감쇠 제어 신호에 제어되어 플라즈마 발생 장치 내 RF 센서로부터 출력되는 전기적 검출 신호의 크기를 소정 크기로 감쇠시킨다.In the attenuation step, the amplitude of the electrical detection signal output from the RF sensor in the plasma generating device is attenuated to a predetermined size, controlled by the attenuation control signal output from the monitor controller.
저역 통과 필터링 단계에서, 감쇠된 전기적 검출 신호에 대하여 감지 최대 주파수 범위까지 통과시킨다.In the low pass filtering step, the attenuated electrical detection signal is passed up to the detection maximum frequency range.
국부 발진 신호 출력 단계에서, 모니터용 컨트롤러로부터 출력되는 주파수 합성 제어 신호에 제어되어 플라즈마 발생 장치 내 고주파 증폭기가 생성하는 고주파 신호의 기본파, 및 고조파에 대응하는 주파수를 가진 국부 발진 신호를 동시적으로 출력한다.In the local oscillation signal output step, the fundamental wave of the high-frequency signal generated by the high-frequency amplifier in the plasma generating device and the local oscillation signal having a frequency corresponding to the harmonic are simultaneously controlled by the frequency synthesis control signal output from the monitor controller. Print.
주파수 믹싱 단계에서, 저역 통과 필터링 단계에 따라 필터링된 전기적 검출 신호와 국부 발진 신호를 혼합하여 합성 신호와 편차 신호를 출력한다.In the frequency mixing step, a synthesized signal and a deviation signal are output by mixing the electrical detection signal and the local oscillation signal filtered according to the low-pass filtering step.
측정 대역 선택 단계에서, 주파수 믹싱 단계에 따라 출력되는 신호들 중 편차 신호를 통과시킨다.In the measurement band selection step, a deviation signal among signals output according to the frequency mixing step is passed.
측정 대역 선택 단계 후 편차 신호를 증폭하여 증폭 신호를 출력하고, 모니터용 컨트롤러로부터 출력되는 샘플링 제어 신호에 제어되어 증폭 신호를 직류 성분으로 변환하여 출력한다.After the measurement band selection step, the deviation signal is amplified to output an amplified signal, and it is controlled by a sampling control signal output from the monitor controller to convert the amplified signal into a DC component and output.
그리고, 반사파 전력(PREF) 내 불요파를 측정하기 위한 반사파 전력용 모니터부(403) 또한, 반사파 전력의 기본파, 제2 고조파, 제3 고조파 주변에 발생하는 불요파를 검출하고, 그 크기를 측정할 수 있다.Further, the reflected
도 5a는 본 발명에 따른 기본파 근방의 불요파 측정영역 예시도이고, 도 5b는 본 발명에 따른 제2 고조파 근방의 불요파 측정영역 예시도이고, 도 5c는 본 발명에 따른 제3 고조파 근방의 불요파 측정영역 예시도이다.5A is an exemplary diagram of an unwanted wave measurement area near a fundamental wave according to the present invention, FIG. 5B is an exemplary view of an unwanted wave measurement area near a second harmonic according to the present invention, and FIG. 5C is an exemplary diagram near a third harmonic according to the present invention. This is an exemplary diagram of the unwanted wave measurement area
기본파 및 고조파 근방의 불요파 측정 영역을 확장하고자 하면, 측정 대역 선택용 저역 통과 필터 군 내 대역폭(BW)이 넓은 저역 통과 필터를 선택하고, 기본파 및 고조파 근방의 불요파 측정 영역을 축소하고자 하면, 측정 대역 선택용 저역 통과 필터 군 내 대역폭(BW)이 좁은 저역 통과 필터를 선택한다.To expand the measurement area of the unwanted wave near the fundamental and harmonics, select a low pass filter with a wide bandwidth (BW) within the low pass filter group for selection of the measurement band, and reduce the measurement area of the unwanted wave near the fundamental and harmonics. Then, a low-pass filter having a narrow bandwidth (BW) within the low-pass filter group for selecting a measurement band is selected.
위에서 개시된 발명은 기본적인 사상을 훼손하지 않는 범위 내에서 다양한 변형예가 가능하다. 즉, 위의 실시예들은 모두 예시적으로 해석되어야 하며, 한정적으로 해석되지 않는다. 따라서 본 발명의 보호범위는 상술한 실시예가 아니라 첨부된 청구항에 따라 정해져야 하며, 첨부된 청구항에 한정된 구성요소를 균등물로 치환한 경우 이는 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 보아야 한다.The invention disclosed above can be variously modified within a range that does not damage the basic idea. That is, all of the above embodiments should be interpreted as illustratively and not limitedly. Therefore, the scope of protection of the present invention should be determined according to the appended claims rather than the above-described embodiments, and if the components defined in the appended claims are substituted with equivalents, it should be considered as belonging to the protection scope of the present invention.
110: 3상 교류 전원 115: 차단기
120: 노이즈 필터 125: 정류기 및 DC 링크
130: 전력 증폭기 135: RF 센서
140: 보조 정류기 145: 메인 컨트롤러
150: DDS형 오실레이터 155: 스펙트럼 모니터
201: 진행파 전력용 모니터부 203: 반사파 전력용 모니터부
205; 컨트롤러
210: 감쇠기 220: 감지 최대 범위 선택용 저역 통과 필터
230: 주파수 합성기 240: 주파수 믹서
250: 입력 선택 스위치 군 260: 측정 대역 선택용 저역 통과 필터 군
270: 출력 선택 스위치 군 280: 증폭기
290: 레벨 검출기110: 3-phase AC power 115: circuit breaker
120: noise filter 125: rectifier and DC link
130: power amplifier 135: RF sensor
140: auxiliary rectifier 145: main controller
150: DDS type oscillator 155: spectrum monitor
201: traveling wave power monitor unit 203: reflected wave power monitor unit
205; controller
210: attenuator 220: low pass filter for selection of detection maximum range
230: frequency synthesizer 240: frequency mixer
250: input selection switch group 260: low-pass filter group for selecting a measurement band
270: output selection switch group 280: amplifier
290: level detector
Claims (13)
상용 교류 전원을 정류하고, 정류된 전압을 소정 레벨의 직류 전압으로 유지하도록 구성된 정류기 및 DC 링크; 상기 직류 전압을 고주파 신호로 증폭하여 출력하도록 구성된 전력 증폭기; 상기 전력 증폭기와 부하 사이의 전기적 신호를 검출하여 전기적 검출 신호를 출력하도록 구성된 RF 센서; 메인 컨트롤러로부터 출력되는 동기 제어 신호에 제어되어 소정 주파수의 동기 신호를 출력하도록 구성된 동기 신호 발생기; 및 상기 RF 센서로부터 출력되는 전기적 검출 신호를 상기 고주파 신호의 기본파 및 고조파에 옵셋 주파수를 더한 주파수를 가진 발진 주파수와 믹싱하여 상기 전기적 검출 신호의 크기를 모니터링 하도록 구성된 스펙트럼 모니터를 포함하고,
상기 동기 신호 발생기는 상기 전력 증폭기의 출력과 상기 스펙트럼 모니터의 출력을 동기시키기 위하여 상기 동기 신호를 상기 전력 증폭기와 상기 스펙트럼 모니터에 제공하고,
상기 스펙트럼 모니터는, 상기 RF 센서로부터 출력되는 전기적 검출 신호를 이용하여 상기 진행파 전력의 크기를 측정하도록 구성된 진행파 전력용 모니터부; 상기 RF 센서로부터 출력되는 전기적 검출 신호를 이용하여 상기 반사파 전력의 크기를 측정하도록 구성된 반사파 전력용 모니터부; 및 상기 동기 신호에 제어되어 상기 진행파 전력용 모니터부와 상기 반사파 전력용 모니터부를 제어하도록 구성된 모니터용 컨트롤러를 포함하고,
상기 진행파 전력용 모니터부는, 상기 모니터용 컨트롤러로부터 출력되는 감쇠 제어 신호에 제어되어 상기 전기적 검출 신호의 크기를 소정 크기로 감쇠시키는 감쇠기; 상기 감쇠기로부터 출력되는 감쇠된 전기적 검출 신호에 대하여 감지 최대 주파수 범위까지 통과시키도록 구성된 감지 최대 범위 제한용 저역 통과 필터; 상기 모니터용 컨트롤러로부터 출력되는 주파수 합성 제어 신호에 제어되어 상기 고주파 신호의 기본파, 및 고조파에 각각 옵셋 주파수를 더한 주파수를 가진 복수의 국부 발진 신호를 선택적으로 출력하는 주파수 합성기; 상기 감지 최대 범위 제한용 저역 통과 필터로부터 출력되는 필터링된 전기적 검출 신호와 상기 국부 발진 신호를 혼합하여 합성 신호와 편차 신호를 출력하는 주파수 믹서; 상기 주파수 믹서로부터 출력되는 신호들 중 상기 편차 신호를 통과시키는 측정 대역 선택용 대역 통과 필터 군; 상기 측정 대역 선택용 대역 통과 필터 군을 통과하는 편차 신호를 증폭하여 증폭신호를 출력하는 증폭기; 및 상기 모니터용 컨트롤러로부터 출력되는 샘플링 제어 신호에 제어되어 상기 증폭 신호를 직류 성분으로 변환하여 출력하는 레벨 검출기
를 포함하는 플라즈마 발생 장치의 RF 전력 모니터링 장치.
In the RF power monitoring device for monitoring the traveling wave power and the reflected wave power between the plasma generating device and the plasma load,
A rectifier and a DC link configured to rectify a commercial AC power supply and maintain the rectified voltage at a DC voltage of a predetermined level; A power amplifier configured to amplify and output the DC voltage into a high frequency signal; An RF sensor configured to detect an electrical signal between the power amplifier and a load and output an electrical detection signal; A synchronization signal generator configured to output a synchronization signal of a predetermined frequency by being controlled by the synchronization control signal output from the main controller; And a spectrum monitor configured to monitor the magnitude of the electrical detection signal by mixing the electrical detection signal output from the RF sensor with an oscillation frequency having a frequency obtained by adding an offset frequency to a fundamental wave and a harmonic of the high-frequency signal,
The synchronization signal generator provides the synchronization signal to the power amplifier and the spectrum monitor to synchronize the output of the power amplifier and the output of the spectrum monitor,
The spectrum monitor includes: a traveling wave power monitor unit configured to measure a magnitude of the traveling wave power using an electrical detection signal output from the RF sensor; A reflected wave power monitor configured to measure a magnitude of the reflected wave power using an electrical detection signal output from the RF sensor; And a monitor controller configured to be controlled by the synchronization signal to control the traveling wave power monitor unit and the reflected wave power monitor unit,
The traveling wave power monitor unit may include an attenuator controlled by an attenuation control signal output from the monitor controller to attenuate the electric detection signal to a predetermined size; A low-pass filter for limiting a detection maximum range configured to pass an attenuated electrical detection signal output from the attenuator up to a detection maximum frequency range; A frequency synthesizer that is controlled by a frequency synthesis control signal output from the monitor controller and selectively outputs a plurality of local oscillation signals having a frequency obtained by adding an offset frequency to a fundamental wave and a harmonic of the high frequency signal, respectively; A frequency mixer configured to output a synthesized signal and a deviation signal by mixing the filtered electric detection signal output from the low-pass filter for limiting the detection maximum range and the local oscillation signal; A band pass filter group for selecting a measurement band for passing the deviation signal among signals output from the frequency mixer; An amplifier for amplifying a deviation signal passing through the band pass filter group for selecting the measurement band and outputting an amplified signal; And a level detector controlled by a sampling control signal output from the monitor controller to convert the amplified signal into a DC component and output it.
RF power monitoring device of the plasma generating device comprising a.
상기 측정 대역 선택용 대역 통과 필터 군은, 서로 다른 대역폭을 가진 복수의 대역 통과 필터를 포함하고,
상기 모니터용 컨트롤러에 제어되어 복수의 대역 통과 필터 중 어느 하나가 선택되는 플라즈마 발생 장치의 RF 전력 모니터링 장치.
The method of claim 1,
The band pass filter group for selecting a measurement band includes a plurality of band pass filters having different bandwidths,
The RF power monitoring device of the plasma generating device is controlled by the monitor controller to select any one of a plurality of band pass filters.
상기 주파수 합성기는 기본파, 제2 고조파 및 제3 고조파에 각각 옵셋 주파수를 더한 제1 내지 제3 국부 발진 신호를 소정 순서로 출력하되, 순차로 출력되는 개별 국부 발진 신호의 간격은 수 마이크로초 내지 수십 밀리초인
플라즈마 발생 장치의 RF 전력 모니터링 장치.
The method of claim 1,
The frequency synthesizer outputs the first to third local oscillation signals obtained by adding an offset frequency to the fundamental wave, the second harmonic, and the third harmonic, respectively, in a predetermined order, and the interval between the sequentially output individual local oscillation signals is several microseconds Tens of milliseconds
RF power monitoring device of plasma generator.
상용 교류 전원을 정류하고, 정류된 전압을 소정 레벨의 직류 전압으로 유지하도록 구성된 정류기 및 DC 링크; 상기 직류 전압을 고주파 신호로 증폭하여 출력하도록 구성된 전력 증폭기; 상기 전력 증폭기와 부하 사이의 전기적 신호를 검출하여 전기적 검출 신호를 출력하도록 구성된 RF 센서; 메인 컨트롤러로부터 출력되는 동기 제어 신호에 제어되어 소정 주파수의 동기 신호를 출력하도록 구성된 동기 신호 발생기; 및 상기 RF 센서로부터 출력되는 전기적 검출 신호를 상기 고주파 신호의 기본파 및 고조파에 옵셋 주파수를 더한 주파수를 가진 발진 주파수와 믹싱하여 상기 전기적 검출 신호의 크기를 모니터링 하도록 구성된 스펙트럼 모니터를 포함하고,
상기 동기 신호 발생기는 상기 전력 증폭기의 출력과 상기 스펙트럼 모니터의 출력을 동기시키기 위하여 상기 동기 신호를 상기 전력 증폭기와 상기 스펙트럼 모니터에 제공하고,
상기 스펙트럼 모니터는, 상기 RF 센서로부터 출력되는 전기적 검출 신호를 이용하여 상기 진행파 전력의 크기를 측정하도록 구성된 진행파 전력용 모니터부; 상기 RF 센서로부터 출력되는 전기적 검출 신호를 이용하여 상기 반사파 전력의 크기를 측정하도록 구성된 반사파 전력용 모니터부; 및 상기 동기 신호에 제어되어 상기 진행파 전력용 모니터부와 상기 반사파 전력용 모니터부를 제어하도록 구성된 모니터용 컨트롤러를 포함하고,
상기 진행파 전력용 모니터부는, 상기 모니터용 컨트롤러로부터 출력되는 감쇠 제어 신호에 제어되어 상기 전기적 검출 신호의 크기를 소정 크기로 감쇠시키는 감쇠기; 상기 감쇠기로부터 출력되는 감쇠된 전기적 검출 신호에 대하여 감지 최대 주파수 범위까지 통과시키도록 구성된 감지 최대 범위 제한용 저역 통과 필터; 상기 모니터용 컨트롤러로부터 출력되는 주파수 합성 제어 신호에 제어되어 상기 고주파 신호의 기본파, 및 고조파에 각각 옵셋 주파수를 더한 주파수를 가진 국부 발진 신호를 동시적으로 출력하는 국부 발진부; 상기 감지 최대 범위 제한용 저역 통과 필터로부터 출력되는 필터링된 전기적 검출 신호와 상기 국부 발진 신호를 혼합하여 합성 신호와 편차 신호를 출력하는 주파수 믹싱부; 상기 주파수 믹싱부로부터 출력되는 신호들 중 상기 편차 신호를 통과시키는 저역 통과 필터 군; 상기 저역 통과 필터 군을 통과하는 편차 신호를 증폭하여 증폭 신호를 출력하는 증폭기; 및 상기 모니터용 컨트롤러로부터 출력되는 샘플링 제어 신호에 제어되어 상기 증폭 신호를 직류 성분으로 변환하여 출력하는 레벨 검출기
를 포함하는 플라즈마 발생 장치의 RF 전력 모니터링 장치.
In the RF power monitoring device for monitoring the traveling wave power and the reflected wave power between the plasma generating device and the plasma load,
A rectifier and a DC link configured to rectify a commercial AC power supply and maintain the rectified voltage at a DC voltage of a predetermined level; A power amplifier configured to amplify and output the DC voltage into a high frequency signal; An RF sensor configured to detect an electrical signal between the power amplifier and a load and output an electrical detection signal; A synchronization signal generator configured to output a synchronization signal of a predetermined frequency by being controlled by the synchronization control signal output from the main controller; And a spectrum monitor configured to monitor the magnitude of the electrical detection signal by mixing the electrical detection signal output from the RF sensor with an oscillation frequency having a frequency obtained by adding an offset frequency to a fundamental wave and a harmonic of the high-frequency signal,
The synchronization signal generator provides the synchronization signal to the power amplifier and the spectrum monitor to synchronize the output of the power amplifier and the output of the spectrum monitor,
The spectrum monitor includes: a traveling wave power monitor unit configured to measure a magnitude of the traveling wave power using an electrical detection signal output from the RF sensor; A reflected wave power monitor configured to measure a magnitude of the reflected wave power using an electrical detection signal output from the RF sensor; And a monitor controller configured to be controlled by the synchronization signal to control the traveling wave power monitor unit and the reflected wave power monitor unit,
The traveling wave power monitor unit may include an attenuator controlled by an attenuation control signal output from the monitor controller to attenuate the electric detection signal to a predetermined size; A low-pass filter for limiting a detection maximum range configured to pass an attenuated electrical detection signal output from the attenuator up to a detection maximum frequency range; A local oscillator which is controlled by a frequency synthesis control signal output from the monitor controller and simultaneously outputs a local oscillation signal having a frequency obtained by adding an offset frequency to a fundamental wave and a harmonic of the high-frequency signal, respectively; A frequency mixing unit configured to output a synthesized signal and a deviation signal by mixing the filtered electrical detection signal output from the low-pass filter for limiting the detection maximum range and the local oscillation signal; A low-pass filter group for passing the deviation signal among signals output from the frequency mixing unit; An amplifier for amplifying a deviation signal passing through the low-pass filter group and outputting an amplified signal; And a level detector controlled by a sampling control signal output from the monitor controller to convert the amplified signal into a DC component and output it.
RF power monitoring device of the plasma generating device comprising a.
상기 저역 통과 필터 군은, 복수의 저역 통과 필터를 포함하되,
상기 복수의 저역 통과 필터의 통과 대역폭은 상호 독립적인 플라즈마 발생 장치의 RF 전력 모니터링 장치.
The method of claim 6,
The low-pass filter group includes a plurality of low-pass filters,
RF power monitoring apparatus of a plasma generating apparatus in which pass bandwidths of the plurality of low-pass filters are independent of each other.
상용 교류 전원을 정류하고, 정류된 전압을 소정 레벨의 직류 전압으로 유지하도록 구성된 정류기 및 DC 링크; 상기 직류 전압을 고주파 신호로 증폭하여 출력하도록 구성된 전력 증폭기; 상기 전력 증폭기와 부하 사이의 전기적 신호를 검출하여 전기적 검출 신호를 출력하도록 구성된 RF 센서; 메인 컨트롤러로부터 출력되는 동기 제어 신호에 제어되어 소정 주파수의 동기 신호를 출력하도록 구성된 동기 신호 발생기; 및 상기 RF 센서로부터 출력되는 전기적 검출 신호를 상기 고주파 신호의 기본파 및 고조파에 옵셋 주파수를 더한 주파수를 가진 발진 주파수와 믹싱하여 상기 전기적 검출 신호의 크기를 모니터링 하도록 구성된 스펙트럼 모니터를 포함하고,
상기 동기 신호 발생기는 상기 전력 증폭기의 출력과 상기 스펙트럼 모니터의 출력을 동기시키기 위하여 상기 동기 신호를 상기 전력 증폭기와 상기 스펙트럼 모니터에 제공하고,
상기 스펙트럼 모니터는, 상기 RF 센서로부터 출력되는 전기적 검출 신호를 이용하여 상기 진행파 전력의 크기를 측정하도록 구성된 진행파 전력용 모니터부; 상기 RF 센서로부터 출력되는 전기적 검출 신호를 이용하여 상기 반사파 전력의 크기를 측정하도록 구성된 반사파 전력용 모니터부; 및 상기 동기 신호에 제어되어 상기 진행파 전력용 모니터부와 상기 반사파 전력용 모니터부를 제어하도록 구성된 모니터용 컨트롤러를 포함하고,
상기 진행파 전력용 모니터부는, 상기 모니터용 컨트롤러로부터 출력되는 감쇠 제어 신호에 제어되어 상기 전기적 검출 신호의 크기를 소정 크기로 감쇠시키는 감쇠기; 상기 감쇠기로부터 출력되는 감쇠된 전기적 검출 신호에 대하여 감지 최대 주파수 범위까지 통과시키도록 구성된 감지 최대 범위 제한용 저역 통과 필터; 상기 모니터용 컨트롤러로부터 출력되는 주파수 합성 제어 신호에 제어되어 상기 고주파 신호의 기본파, 및 고조파에 각각 옵셋 주파수를 더한 주파수를 가진 복수의 국부 발진 신호를 동시적으로 출력하는 국부 발진부; 상기 감지 최대 범위 제한용 저역 통과 필터로부터 출력되는 필터링된 전기적 검출 신호와 상기 국부 발진 신호를 혼합하여 합성 신호와 편차 신호를 출력하는 주파수 믹싱부; 상기 주파수 믹싱부로부터 출력되는 신호들 중 상기 편차 신호를 통과시키는 측정 대역 선택용 대역 통과 필터 군; 상기 측정 대역 선택용 대역 통과 필터 군을 통과하는 편차 신호를 증폭하여 증폭 신호를 출력하는 증폭기; 및 상기 모니터용 컨트롤러로부터 출력되는 샘플링 제어 신호에 제어되어 상기 증폭 신호를 직류 성분으로 변환하여 출력하는 레벨 검출기
를 포함하는 플라즈마 발생 장치의 RF 전력 모니터링 장치.
In the RF power monitoring device for monitoring the traveling wave power and the reflected wave power between the plasma generating device and the plasma load,
A rectifier and a DC link configured to rectify a commercial AC power supply and maintain the rectified voltage at a DC voltage of a predetermined level; A power amplifier configured to amplify and output the DC voltage into a high frequency signal; An RF sensor configured to detect an electrical signal between the power amplifier and a load and output an electrical detection signal; A synchronization signal generator configured to output a synchronization signal of a predetermined frequency by being controlled by the synchronization control signal output from the main controller; And a spectrum monitor configured to monitor the magnitude of the electrical detection signal by mixing the electrical detection signal output from the RF sensor with an oscillation frequency having a frequency obtained by adding an offset frequency to a fundamental wave and a harmonic of the high-frequency signal,
The synchronization signal generator provides the synchronization signal to the power amplifier and the spectrum monitor to synchronize the output of the power amplifier and the output of the spectrum monitor,
The spectrum monitor includes: a traveling wave power monitor unit configured to measure a magnitude of the traveling wave power using an electrical detection signal output from the RF sensor; A reflected wave power monitor configured to measure a magnitude of the reflected wave power using an electrical detection signal output from the RF sensor; And a monitor controller configured to be controlled by the synchronization signal to control the traveling wave power monitor unit and the reflected wave power monitor unit,
The traveling wave power monitor unit may include an attenuator controlled by an attenuation control signal output from the monitor controller to attenuate the electric detection signal to a predetermined size; A low-pass filter for limiting a detection maximum range configured to pass an attenuated electrical detection signal output from the attenuator up to a detection maximum frequency range; A local oscillation unit that is controlled by a frequency synthesis control signal output from the monitor controller and simultaneously outputs a plurality of local oscillation signals having a frequency obtained by adding an offset frequency to a fundamental wave and a harmonic of the high-frequency signal, respectively; A frequency mixing unit configured to output a synthesized signal and a deviation signal by mixing the filtered electrical detection signal output from the low-pass filter for limiting the detection maximum range and the local oscillation signal; A band pass filter group for selecting a measurement band for passing the deviation signal among signals output from the frequency mixing unit; An amplifier for amplifying the deviation signal passing through the band pass filter group for selecting the measurement band and outputting an amplified signal; And a level detector controlled by a sampling control signal output from the monitor controller to convert the amplified signal into a DC component and output it.
RF power monitoring device of the plasma generating device comprising a.
상기 측정 대역 선택용 저역 통과 필터 군은, 복수의 저역통과필터 세트를 포함하고,
개별 저역통과필터 세트는 각각 서로 다른 대역폭을 가진 복수의 저역 통과 필터를 포함하고,
상기 모니터용 컨트롤러에 제어되어 복수의 저역 통과 필터 중 어느 하나가 선택되는 플라즈마 발생 장치의 RF 전력 모니터링 장치.
The method of claim 9,
The group of low-pass filters for selecting a measurement band includes a plurality of low-pass filter sets,
Each set of lowpass filters includes a plurality of lowpass filters each having a different bandwidth,
The RF power monitoring device of the plasma generating device is controlled by the monitor controller to select any one of a plurality of low-pass filters.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190081882A KR102161155B1 (en) | 2019-07-08 | 2019-07-08 | Rf power monitoring apparatus of plasma generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190081882A KR102161155B1 (en) | 2019-07-08 | 2019-07-08 | Rf power monitoring apparatus of plasma generator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102161155B1 true KR102161155B1 (en) | 2020-09-29 |
Family
ID=72661167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020190081882A KR102161155B1 (en) | 2019-07-08 | 2019-07-08 | Rf power monitoring apparatus of plasma generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102161155B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220111507A (en) | 2021-02-02 | 2022-08-09 | (주) 엔피홀딩스 | Arc chamber system, and rf generator having self calibration function using it |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000196354A (en) * | 1998-12-28 | 2000-07-14 | Mitsubishi Electric Corp | Exciting machine |
| JP2003087131A (en) * | 2001-09-10 | 2003-03-20 | Mitsubishi Electric Corp | Local oscillator circuit |
| KR20140102686A (en) * | 2011-12-16 | 2014-08-22 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Plasma treatment device |
| KR101993880B1 (en) * | 2011-12-15 | 2019-06-27 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Plasma-treatment apparatus |
-
2019
- 2019-07-08 KR KR1020190081882A patent/KR102161155B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000196354A (en) * | 1998-12-28 | 2000-07-14 | Mitsubishi Electric Corp | Exciting machine |
| JP2003087131A (en) * | 2001-09-10 | 2003-03-20 | Mitsubishi Electric Corp | Local oscillator circuit |
| KR101993880B1 (en) * | 2011-12-15 | 2019-06-27 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Plasma-treatment apparatus |
| KR20190077592A (en) * | 2011-12-15 | 2019-07-03 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Plasma-treatment method |
| KR20140102686A (en) * | 2011-12-16 | 2014-08-22 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Plasma treatment device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220111507A (en) | 2021-02-02 | 2022-08-09 | (주) 엔피홀딩스 | Arc chamber system, and rf generator having self calibration function using it |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4807850B2 (en) | Improved RF power control device for RF plasma application | |
| US9299538B2 (en) | Radial waveguide systems and methods for post-match control of microwaves | |
| US9299537B2 (en) | Radial waveguide systems and methods for post-match control of microwaves | |
| US7084369B2 (en) | Harmonic multiplexer | |
| KR100935406B1 (en) | Plasma abnormal detecting apparatus and method for monitoring of plasma abnormal | |
| JP5083946B2 (en) | High frequency power supply | |
| US7548741B2 (en) | Dual logarithmic amplifier phase-magnitude detector | |
| US20110025362A1 (en) | Apparatus and method for measuring phase noise/jitter in devices under test | |
| US20090140722A1 (en) | Measurement signal processing | |
| KR20070037394A (en) | High frequency power device | |
| US20230298871A1 (en) | RF Power Generator with Analogue and Digital Detectors | |
| KR102161155B1 (en) | Rf power monitoring apparatus of plasma generator | |
| JP2002329599A (en) | Device for detecting phase and supplying power | |
| KR102161156B1 (en) | Rf power monitoring apparatus of plasma generator and its method | |
| US10896810B2 (en) | RF generating apparatus and plasma treatment apparatus | |
| JP4915196B2 (en) | Optical signal quality monitoring device | |
| JP4131793B2 (en) | High frequency power supply and control method thereof, and plasma processing apparatus | |
| JPS638428B2 (en) | ||
| CN1120566C (en) | Frequency hopping and pilot frequency technology using for control sytsem for distortion generated from reducing circuit | |
| JPH09266098A (en) | Plasma condition detecting device and method, and etching terminating point detecting device and method | |
| US20110169545A1 (en) | Low phase noise rf signal generating system and method for calibrating phase noise measurement systems using same | |
| KR100670128B1 (en) | Electromagnetic Analyzer with filter design and filter measure function | |
| JP2001326218A (en) | Apparatus and method for measuring characteristics of radio frequency energy | |
| Gustafsson et al. | Beam phase measurement system for the K130 cyclotron in Jyväskylä | |
| US11977129B2 (en) | Arc fault detector utilizing a broadband spectrum |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GRNT | Written decision to grant |