KR101123787B1 - Plasma accelerator including decoupling device - Google Patents
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Abstract
디커플링 장치를 포함하는 플라즈마 가속기가 개시된다. 본 발명에 따른 플라즈마 가속기는, 상부가 막히고 하부가 개방되며, 옆면이 외벽으로 둘러싸인 챔버부, 챔버부의 상부면 상에 위치하며 챔버부의 중심축으로부터 반지름이 증가하도록 소정 방향으로 감긴 탑 코일부, 챔버부의 외벽을 감싸는 제1 코일, 챔버부의 외벽을 감싸며 제1 코일과 소정 거리 이격된 제2 코일, 및 제1 코일 및 제2 코일 간의 상호 인덕턴스를 감쇄시키는 디커플링부를 포함한다. 이에 의해 플라즈마 가속기의 구동회로에서 유도되는 상호 인덕턴스를 보상할 수 있다.A plasma accelerator comprising a decoupling device is disclosed. Plasma accelerator according to the present invention, the top is blocked, the bottom is open, the chamber portion is surrounded by the outer wall, the top coil portion, which is located on the upper surface of the chamber portion wound in a predetermined direction to increase the radius from the central axis of the chamber, the chamber And a first coil surrounding the outer wall of the chamber, a second coil surrounding the outer wall of the chamber, and spaced apart from the first coil by a predetermined distance, and a decoupling unit to attenuate mutual inductance between the first coil and the second coil. As a result, mutual inductance induced in the driving circuit of the plasma accelerator can be compensated.
플라즈마 가속기, 전자기 가속기, 디커플러, 상호 인덕턴스 Plasma Accelerator, Electromagnetic Accelerator, Decoupler, Mutual Inductance
Description
도 1은 종래의 고리형(annular) 플라즈마 가속기를 나타내는 단면도,1 is a cross-sectional view showing a conventional annular plasma accelerator,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디커플링 장치의 블록도,2 is a block diagram of a decoupling apparatus according to an embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마 가속기의 사시 단면도,3 is a perspective cross-sectional view of the plasma accelerator according to an embodiment of the present invention;
도 4a 및 도 4b는 도 3의 제1 인덕터(351) 및 제2 인덕터(352)를 구체적인 수치로 도시한 도면,4A and 4B are diagrams illustrating specific values of the
도 5는 도 3의 제1 인덕터(351)와 제2 인덕터(352) 사이의 거리와 상호 인덕턴스(M12)의 관계를 나타내는 그래프, FIG. 5 is a graph illustrating a relationship between the distance between the
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 고리형(annular) 플라즈마 가속기의 사시 단면도, 그리고6 is a perspective cross-sectional view of an annular plasma accelerator according to another embodiment of the present invention, and
도 7는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 고리형(annular) 플라즈마 가속기의 단면도이다. 7 is a cross-sectional view of an annular plasma accelerator according to another embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
310 : 챔버부 320 : 탑 코일부310: chamber portion 320: top coil portion
330 : 제1 코일 340 : 제2 코일330: first coil 340: second coil
350 : 디커플링부 351 : 제1 인덕터350: decoupling unit 351: first inductor
352 : 제2 인덕터 352: second inductor
본 발명은 디커플링 장치 및 그것을 포함하는 플라즈마 가속기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라즈마 가속기의 구동 회로에 디커플러를 연결함으로써, 상호 인덕턴스를 보상할 수 있는 디커플링 장치 및 그것을 포함하는 플라즈마 가속기에 관한 것이다.The present invention relates to a decoupling apparatus and a plasma accelerator including the same, and more particularly, to a decoupling apparatus capable of compensating mutual inductance by connecting a decoupler to a driving circuit of the plasma accelerator and a plasma accelerator including the same.
플라즈마 가속기는 전기적 에너지와 자기 에너지를 이용하여 일정 공간에 생성되거나 존재하는 플라즈마의 흐름을 가속시키는 장치로서, 전자기유도 가속기(Electro-magnatic accelerator:EMA)라고도 한다. The plasma accelerator is an apparatus for accelerating the flow of plasma generated or existing in a certain space by using electrical energy and magnetic energy, and is also called an electro-magnatic accelerator (EMA).
플라즈마 가속기는 우주 장거리 여행용 로켓엔진으로 개발되어 오다가, 반도체 제조공정상의 웨이퍼(wafer)의 식각(etching)에 사용하게 되었다.Plasma accelerators have been developed as rocket engines for long-distance travel, and have been used for etching wafers in semiconductor manufacturing processes.
도 1은 종래의 고리형(annular) 플라즈마 가속기를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a conventional annular plasma accelerator.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 플라즈마 가속기는 내부코일(1,2,3), 외부코일(4,5,6), 방전코일(7)이 내부 실린더(cylinder)(11)와 외부 실린더(12)로 형성된 채널(10)을 감고 있다. 채널 상부(13)는 내부 실린더(11)와 외부 실린더(12)가 연결되어 막혀 있다. As shown in FIG. 1, the conventional plasma accelerator has an
내부코일(1,2,3) 및 외부코일(4,5,6)은 동축으로 나란히 배열되어 있으며, 각각 3개의 코일로 이루어져 각각이 채널(10)을 감고 있다. 내부코일(1,2,3)은 채널(10)의 하부에서부터 각각 제1코일(1), 제2코일(2), 및 제3코일(3)로 번호를 부여한다. The
외부코일(4,5,6)은 채널(10)의 하부에서부터 각각 제4코일(4), 제5코일(5), 및 제6코일(6)로 번호를 부여한다. 방전코일(7)은 채널 상부(13)에 위치하며, 제7코일(7)로 번호를 부여한다.The
각 코일(1,2,3,4,3,5,6,7)에는 각각 독립된 7개의 알 에프(RF) 제너레이터로 전류를 인가한다. 각 코일(1,2,3,4,3,5,6,7)에는 각각 전류를 인가하여 플라즈마 가속기의 채널(10)에 자기장을 유도한다. Each
각 코일(1,2,3,4,3,5,6,7)에 의해 채널(10) 내에 생성된 자기장은 맥스웰 유도 방정식(Maxwell induction equation)에 따라 2차 전류를 유도하며, 이러한 2차 전류는 가속기 내부의 기체를 플라즈마 상태로 변환시킨다.The magnetic field generated in the
종래의 플라즈마 가속기가 플라즈마를 가속시키기 위해서, 다음 표 1에 나타낸 바와 같이 각 코일(1,2,3,4,3,5,6,7)에 소정의 위상을 갖는 소정의 전류를 인가한다.In order to accelerate the plasma, a conventional plasma accelerator applies a predetermined current having a predetermined phase to each of the
표 1에 의한 전류인가는 플라즈마 가속기 내부에 자기장을 형성시키고, 플라즈마를 채널(10)의 하부로 가속시킨다.The application of current according to Table 1 creates a magnetic field inside the plasma accelerator and accelerates the plasma to the bottom of the
표 1에 의한 전류인가로 각 코일(1,2,3,4,3,5,6,7)에 사이에 발생한 상호 인덕턴스는 각 코일(1,2,3,4,3,5,6,7)에 무시할 수 없는 전류를 야기한다. 매칭 박스 회로(matching box circuit)때문에 상호 인덕턴스에 의해서 유도되는 전류는 제7코일(7)의 최초의 전류를 초과할 수 있다. 더욱이 각 코일(1,2,3,4,3,5,6,7)에 흐르는 전류의 위상 차이는 적절하게 조절될 수 없다. 그 이유는 각 코일(1,2,3,4,3,5,6,7)에 흐르는 전체 전류는 다른 위상을 갖는 유도된 전류와 합해진 것이기 때문이다. The mutual inductance generated between each coil (1, 2, 3, 4, 3, 5, 6, 7) by applying the current according to Table 1 7) causes a negligible current. The current induced by mutual inductance due to a matching box circuit may exceed the initial current of the
표 2는 도 1의 플라즈마 가속기에서 각 코일의 셀프 인덕턴스 및 상호 인덕턴스를 매트릭스로 표현한 것이다. 각 인덕턴스 값은 대각선을 축으로 대칭이므로 대각선축 상의 상대 인덕턴스 값은 생략하였다. 인덕턴스 값의 단위는 μH이다.Table 2 is a matrix of self inductance and mutual inductance of each coil in the plasma accelerator of FIG. Since each inductance value is symmetric about the diagonal axis, the relative inductance value on the diagonal axis is omitted. The unit of inductance value is μH.
모두 7개의 코일(1,2,3,4,3,5,6,7)은 분리된 7개의 알 에프(RF) 제너레이터로부터 독립적으로 전류를 인가받는다. All seven coils (1, 2, 3, 4, 3, 5, 6, 7) receive current independently from the seven separate RF generators.
예를 들어, 제1코일에 흐르는 전류를 I1, 제2코일에 흐르는 전류를 I2라 하고, 제1코일의 셀프 인덕턴스를 L1, 제2코일의 셀프 인덕턴스를 L2, 상호인덕턴스를 M12라고 하면, 코일에 저장된 자기장 에너지(W)는 다음 수학식 1과 같다.For example, the current flowing through the first coil is I 1 , the current flowing through the second coil is I 2 , the self inductance of the first coil is L 1 , the self inductance of the second coil is L 2 , and the mutual inductance is M 2 . Suppose 12 , the magnetic field energy (W) stored in the coil is represented by the following equation (1).
전류 I1, 전류 I2 를 각각 0과 1로 인가하고, 각 경우에 자기장 에너지를 계산하여 L1, L2, M12 을 구할 수 있다. 따라서, 표 2의 매트릭스의 각 엘리먼트를 구할 수 있다.Current I 1 ,
표 2가 나타내는 바와 같이, 제6코일(6)과 제7코일(7)의 상호 인덕턴스(M67)는 0.54μH이고, 제6코일(6)의 셀프 인덕턴스(L6)는 0.59μH이다. 상호 인덕턴스(M67)의 값 0.54μH와 셀프 인덕턴스(L6)의 값 0.59μH는 매우 가까운 값이다. 이것은 제6코일(6)과 제7코일(7) 사이에 강력한 커플링을 야기한다.As Table 2 shows, the mutual inductance M 67 of the
이와 같이 상호 인덕턴스는 플라즈마 가속기의 코일에 전류의 크기 및 위상을 안정적으로 인가하는 것을 방해하는 문제점이 있다. 따라서, 전류의 크기 및 위상이 불안정하면 플라즈마 가속기가 안정적으로 동작할 수 없는 문제점이 있다.As described above, mutual inductance has a problem of preventing stably applying the magnitude and phase of current to the coil of the plasma accelerator. Therefore, if the magnitude and phase of the current is unstable, there is a problem that the plasma accelerator cannot operate stably.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 플라즈마 가속기의 구동 회로에 디커플러를 연결함으로써, 상호 인덕턴스를 보상할 수 있는 디커플링 장치 및 그것을 포함하는 플라즈마 가속기를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a decoupling apparatus capable of compensating mutual inductance by connecting a decoupler to a driving circuit of a plasma accelerator, and a plasma accelerator including the same.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마 가속기는, 상부가 막히고 하부가 개방되며, 옆면이 외벽으로 둘러싸인 챔버부, 상기 챔버부의 상부면 상에 위치하며 상기 챔버부의 중심축으로부터 반지름이 증가하도록 소정 방향으로 감긴 탑 코일부, 상기 챔버부의 외벽을 감싸는 제1 코일, 상기 챔버부의 외벽을 감싸며 상기 제1 코일과 소정 거리 이격된 제2 코일, 및 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일간의 상호 인덕턴스를 감쇄시키는 디커플링부를 포함한다.Plasma accelerator according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, the upper portion is blocked, the lower portion is open, the chamber side is surrounded by the outer wall, the chamber is located on the upper surface of the chamber portion from the central axis of the chamber portion A top coil part wound in a predetermined direction to increase a radius, a first coil surrounding an outer wall of the chamber part, a second coil surrounding an outer wall of the chamber part and spaced apart from the first coil by a predetermined distance, and the first coil and the second coil It includes a decoupling portion for reducing the mutual inductance between the coils.
상기 디커플링부는, 상기 제1 코일과 그라운드 사이에 연결되며, 소정 방향으로 감긴 형태인 제1 인덕터, 및 상기 제2 코일과 그라운드 사이에 연결되며, 상기 제1 인덕터와 반대 방향으로 감긴 형태로 상기 제1 인덕터와 커플링된 제2 인덕터를 포함한다.The decoupling unit is connected between the first coil and the ground and is wound between a first inductor in a predetermined direction, and is connected between the second coil and the ground and is wound in a direction opposite to the first inductor. And a second inductor coupled with the first inductor.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 플라즈마 가속기는, 상부가 막히고 하부가 개방되며 옆면이 제1 외벽으로 둘러싸인 외측 챔버, 상기 외측 챔버의 내부에 위치하고, 상기 외측 챔버의 상부면과 동일한 평면상에 위치한 상부 개방면 및 상기 외측 챔버의 하부면과 동일한 평면상에 위치한 하부 폐쇄면을 가지며, 옆면이 제2 외벽으로 둘러싸여 상기 제2 외벽을 경계로 상기 외측 챔버와 구분되는 내측챔버, 상 기 외측 챔버의 상부면 상에 위치하며 상기 외측 챔버의 중심축으로부터 반지름이 증가하도록 소정 방향으로 감긴 탑 코일부, 상기 제1 외벽의 외측면을 감싸는 복수개의 코일들로 이루어진 제1 코일부, 상기 제2 외벽의 내측면을 감싸는 복수개의 코일들로 이루어진 제2 코일부, 및 상기 제1 코일부를 이루는 각 코일들 간의 상호 인덕턴스 및 상기 제2 코일부를 이루는 각 코일들 간의 상호 인덕턴스를 감쇄시키는 디커플링부를 포함한다. Plasma accelerator according to another embodiment of the present invention, the upper chamber is clogged, the lower portion is open, the outer chamber is surrounded by the first outer wall, the upper chamber is located in the interior of the outer chamber, the upper surface is located on the same plane as the upper surface of the outer chamber An inner chamber having an open surface and a lower closed surface located on the same plane as the lower surface of the outer chamber, the inner side of which is surrounded by a second outer wall and is separated from the outer chamber by the second outer wall, the upper side of the outer chamber A top coil part disposed on a surface and wound in a predetermined direction to increase a radius from a central axis of the outer chamber, a first coil part including a plurality of coils surrounding an outer surface of the first outer wall, and an inner side of the second outer wall A second coil part comprising a plurality of coils surrounding a side, and mutual inductance between the coils forming the first coil part and the second coil part; It includes a decoupling portion for attenuating mutual inductance between the coils forming the coil portion.
상기 디커플링부는, 상기 제1 코일부를 이루는 각 코일들과 연결되며, 인접 코일에 연결된 타 인덕터와 서로 반대 방향으로 감긴 형태로 제작되어 상호 커플링된 복수개의 인덕터를 포함하는 제1 디커플링부, 및 상기 제2 코일부를 이루는 각 코일들과 연결되며, 인접 코일에 연결된 타 인덕터와 서로 반대 방향으로 감긴 형태로 상호 커플링된 복수개의 인덕터를 포함하는 제2 디커플링부를 포함한다.The decoupling unit may include: a first decoupling unit connected to each of the coils forming the first coil unit, the first decoupling unit including a plurality of inductors formed in a form wound in opposite directions with other inductors connected to adjacent coils, and coupled to each other; A second decoupling unit is connected to each of the coils forming the second coil unit and includes a plurality of inductors coupled to other inductors connected to adjacent coils in mutually opposite directions.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 플라즈마 가속기는, 상기 제1 코일부와 상기 탑 코일부 간의 상호 인덕턴스를 감쇄시키는 제3 디커플링부, 및 상기 제2 코일부와 상기 탑 코일부 간의 상호 인덕턴스를 감쇄시키는 제4 디커플링부를 더 포함한다.According to another embodiment of the present invention, a plasma accelerator may further include a third decoupling unit for reducing mutual inductance between the first coil unit and the top coil unit, and attenuating mutual inductance between the second coil unit and the top coil unit. It further includes a fourth decoupling portion.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in more detail the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디커플링 장치의 블록도이다. 2 is a block diagram of a decoupling apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 디커플링 장치는 제1 알 에프(RF) 제너레이터(210), 제1 매칭 박스(220), 제2 알 에프(RF) 제너레이터(230), 제2 매칭 박스(240), 코일부(250) 및 디커플링부(260)를 포함한다. 코일부(250)는 제1 코일(A) 및 제2 코일(B)을 포함한다. 디커플링부(260)는 제1 디커플러 코일(1) 및 제2 디커플러 코일(2)을 포함한다.As shown in FIG. 2, the decoupling apparatus includes a
제1 알 에프(RF) 제너레이터(210)는 제1 코일(A)에 제1 매칭 박스(220)를 통하여 전류를 인가한다. 한편, 제2 알 에프(RF) 제너레이터(230)는 제2 코일(B)에 제2 매칭 박스(240)를 통하여 전류를 인가한다. The
제1 매칭 박스(220)는 제1 알 에프(RF) 제너레이터(210)에서 출력된 전류가 반사되어 다시 제1 알 에프(RF) 제너레이터(210)에 입력되는 것을 방지한다. 제2 매칭 박스(240)도 마찬가지 기능을 한다.The
코일부(250)는 제1 코일(A) 및 제2코일(B)이 커플링되어 이루어진다. 제1 코일(A)에 인가되는 전류(I1)는 다음 수학식 2에 의하여 상호 인덕턴스(MAB)에 의해서 제2 코일(B)에 기전력(E1)을 유도한다. The
기전력(E1)은 제2 코일(B)의 전류를 변화시키고, 전압(V2)의 위상 쉬프트를 변화시킨다.The electromotive force E 1 changes the current of the second coil B and changes the phase shift of the voltage V 2 .
디커플링부(260)는 2개의 커플된 코일(1,2)로 이루어지며, 각 코일(1,2)은 서로 반대 방향으로 감긴다.The
제1 디커플러 코일(1)에 인가되는 전류(I1)는 다음 수학식 3에 의하여 상호 인덕턴스(M12)에 의해서 제2 디커플러 코일(2)에 기전력(E2)을 유도한다. The current I 1 applied to the
제2 코일(B)와 제2 디커플러 코일(2)에 인가되는 전압(V2)는 다음 수학식 4와 같다.The voltage V 2 applied to the second coil B and the second decoupler coil 2 is expressed by
만약 MAB와 M12가 같다면, 제2 코일(B)와 제2 디커플러 코일(2)에 인가되는 전압(V2)는 다음 수학식 5와 같다.If M AB and M 12 are the same, the voltage V 2 applied to the second coil B and the second decoupler coil 2 is expressed by
따라서, 제2 코일(B)에 흐르는 전류(I2)와 위상은 제1 코일(A)에 흐르는 전류(I1)와 무관하게 되고, 그 값들을 안정적으로 유지할 수 있다.Therefore, the current I 2 and the phase flowing in the second coil B become independent of the current I 1 flowing in the first coil A, and the values thereof can be stably maintained.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마 가속기의 사시 단면도이다.3 is a perspective cross-sectional view of the plasma accelerator according to an embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 플라즈마 가속기는 챔버부(310), 탑 코일부(320), 제1 코일(330), 제2 코일(340), 및 디커플링부(350)를 포함한다. 디커플링부(350)는 제1 인덕터(351) 및 제2 인덕터(352)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the plasma accelerator includes a
챔버부(310)는 상부가 막히고 하부가 개방되며, 옆면이 외벽으로 둘러싸인 형태이다. 탑 코일부(320)는 챔버부(310)의 상부면 상에 위치하며 챔버부(310)의 중심축으로부터 반지름이 증가하도록 소정 방향으로 감긴다.The
제1 코일(330)은 챔버부(310)의 외벽을 감싸며, 제2 코일(340)은 제1 코일(330)과 소정 거리 이격되어 챔버부(310)의 외벽을 감싼다.The
디커플링부(350)는 제1 인덕터(351) 및 제2 인덕터(352)를 포함하는 구조로되어, 제1 코일(330) 및 제2 코일(340) 사이에서 유도된 상호 인덕턴스를 감쇄시킨다.The
제1 인덕터(351)는 제1 코일(330)과 그라운드 사이에 연결되며, 소정 방향으로 감긴 형태인 코일이다. 제2 인덕터(352)는 제2 코일(340)과 그라운드 사이에 연결되며, 제1 인덕터(351)와 반대 방향으로 감긴 형태로 제1 인덕터(351)와 커플링된다. The
제1 인덕터(351) 및 제2 인덕터(352) 사이에서 유도되는 상호 인덕턴스는 제1 코일(330) 및 제2 코일(340) 사이에서 유도된 상호 인덕턴스와 반대 부호를 갖게되므로 전체적인 상호 인덕턴스를 감쇄시킨다.The mutual inductance induced between the
도 4a 및 도 4b는 도 3의 제1 인덕터(351) 및 제2 인덕터(352)를 구체적인 수치로 도시한 도면이다.4A and 4B are diagrams illustrating specific values of the
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 제1 인덕터(351) 및 제2 인덕터(352) 내부의 간격은 2mm 정도이고, 제1 인덕터(351)와 제2 인덕터(352) 사이의 거리는 평균 70mm이고, 각각의 반지름은 46mm이고, 코일은 8×8mm 스퀘어 코일을 사용한다. 제1 인덕터(351) 및 제2 인덕터(352)이 서로 반대방향으로 감긴 것을 화살표로 표시하였다. As shown in FIGS. 4A and 4B, the distance between the
도 5는 도 3의 제1 인덕터(351)와 제2 인덕터(352) 사이의 거리와 상호 인덕턴스(M12)의 관계를 나타내는 그래프이다.FIG. 5 is a graph illustrating a relationship between the distance between the
도 5에 도시된 바와 같이, 제1 인덕터(351)와 제2 인덕터(352) 사이의 거리를 0에서 140mm 정도 변화시키면서 상호 인덕턴스(M12)를 측정하면 서로 반비례하는 것을 알 수 있다. As shown in FIG. 5, when the distance between the
본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 인덕터(351)와 제2 인덕터(352) 사이의 평균거리 70mm 근처에서, 그 거리에 변화를 줌으로써, 0.01-0.22μH의 범위에서 상호 인덕턴스를 보상할 수 있다.By changing the distance near the average distance of 70 mm between the
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 고리형(annular) 플라즈마 가속기의 사시 단면도이다. 6 is a perspective cross-sectional view of an annular plasma accelerator according to another embodiment of the present invention.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 플라즈마 가속기는 외측 챔버(610), 내측챔버(620), 탑 코일부(630), 제1 코일부(640), 제2 코일부(650), 및 디커플링부(660)를 포함한다. 디커플링부(660)는 제1 디커플링부(661), 제2 디커플링부(662), 제3 디 커플링부(663), 및 제4 디커플링부(664)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 6, the plasma accelerator has an
외측 챔버(610)는 상부가 막히고 하부가 개방되며 옆면이 제1 외벽(611)으로 둘러싸인 형태이다. 내측챔버(620)는 외측 챔버(610)의 내부에 위치하고, 상부는 개방되고 하부는 폐쇄된 형태이다. 상부 개방면은 외측 챔버(610)의 상부면과 동일한 평면상에 위치하고, 하부 폐쇄면은 외측 챔버(610)의 하부면과 동일한 평면상에 위치한다. 내측챔버(620)의 옆면은 제2 외벽(621)으로 둘러싸여 제2 외벽(621)을 경계로 외측 챔버(610)와 구분된다.The
탑 코일부(630)는 외측 챔버(610)의 상부면 상에 위치하며, 외측 챔버(610)의 중심축으로부터 반지름이 증가하도록 소정 방향으로 감긴다.The
제1 코일부(640)는 제1 외벽(611)의 외측면을 감싸는 복수개의 코일들로 이루어지며, 제2 코일부(650)는 제2 외벽(621)의 내측면을 감싸는 복수개의 코일들로 이루어진다. The
디커플링부(660)는 제1 코일부(640)를 이루는 각 코일들 간의 상호 인덕턴스 및 제2 코일부(650)를 이루는 각 코일들 간의 상호 인덕턴스를 감쇄시킨다.The
디커플링부(660)는, 제1 디커플링부(661) 및 제2 디커플링부(662)를 포함한다. 제1 디커플링부(661)는 제1 코일부(640)를 이루는 각 코일들과 연결되며, 인접 코일에 연결된 타 인덕터와 서로 반대 방향으로 감긴 형태로 제작되어 상호 커플링된 복수개의 인덕터를 포함한다.The
제2 디커플링부(662)는 제2 코일부(650)를 이루는 각 코일들과 연결되며, 인접 코일에 연결된 타 인덕터와 서로 반대 방향으로 감긴 형태로 상호 커플링된 복 수개의 인덕터를 포함한다.The
디커플링부(660)는, 제3 디커플링부(663) 및 제4 디커플링부(664)를 더 포함할 수 있다. 제3 디커플링부(663)는 제1 코일부(640)와 상기 탑 코일부(630) 간의 상호 인덕턴스를 감쇄시키고, 제4 디커플링부(664)는 제2 코일부(650)와 탑 코일부(630) 간의 상호 인덕턴스를 감쇄시킨다.The
도 7는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 고리형(annular) 플라즈마 가속기의 단면도이다. 7 is a cross-sectional view of an annular plasma accelerator according to another embodiment of the present invention.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 플라즈마 가속기는 내부실린더(711), 외부실린더(712) 및 연결부(713)로 이루어진 챔버부(710)를 포함하는 고리형(annular) 플라즈마 가속기이다. As shown in FIG. 7, the plasma accelerator is an annular plasma accelerator including a
챔버부(710)는 상부가 막히고 하부가 개방되며, 옆면이 내부 실린더(711)의 외측과 외부 실린더(712)의 내측으로 이루어진다.The
제1코일부(721,722,723,724)는 내부 실린더(711)의 내측 외벽을 감싸는 복수 개의 코일로 이루어진다. The
제2코일부(725,726,727,728)는 외부 실린더(712)의 외측 외벽을 감싸는 복수 개의 코일로 이루어진다. The
제3코일부(713)은 챔버부의 상부(713) 상에 위치하며, 내부 실린더(711)의 중심축을 중심으로 반지름이 증가되도록 소정 방향으로 감긴다. The
제1코일(721), 제2코일(722), 제3코일(723), 제4코일(724)은 가속기의 하부에서 상부로 차례로 내부실린더(711)를 내측에서 감싼다. 제5코일(725), 제6코일 (726), 제7코일(727), 제8코일(728)은 가속기의 하부에서 상부로 차례로 외부실린더(712)를 외측에서 감싼다. 제9코일(729)은 연결부(713) 상부에 위치한다. The
각 코일(721,722,723,724,725,726,727,728,729)은 각각 독립적인 9개의 알 에프(RF) 제너레이터에 의해서 전류를 인가받는다. 각 코일(721-729)에 인가되는 전류는 위상 차이를 가지고 인가되며, 인가된 전류는 가속기 내부에 자기장을 생성하며, 생성된 자기 압력의 움직임에 의해서 플라즈마를 가속시킨다.Each
제1코일(721)은 접지되기 전에 인접한 제2코일(722)과 서로 반대 방향으로 감기어 디커플러(d12)를 형성함으로써, 상호 인덕턴스(M12)를 보상한다. 제2코일(722)은 접지되기 전에 인접한 제1코일(721) 및 제3코일(723)과 각각 디커플러(d12,d23)를 형성하여 상호 인덕턴스(M12,M23)를 보상한다. 제3코일(723)은 접지되기 전에 인접한 제2코일(722) 및 제4코일(724)과 각각 디커플러(d23,d34)를 형성하여 상호 인덕턴스(M23,M34)를 보상한다. The
마찬가지 방법으로 제4코일(724)은 디커플러(d49)를 형성하며, 제5코일(725)은 디커플러(d56)를 형성하며, 제6코일(726)은 각각 디커플러(d56,d67)를 형성하며, 제7코일(727)은 각각 디커플러(d67,d78)를 형성하며, 제8코일(728)은 각각 디커플러(d78,d89)를 형성하며, 제9코일(729)은 각각 디커플러(d49,d89)를 형성한다.In the same way, the
각각의 디커플러(d12,d23,d34,d49,d56,d67,d78,d89)는 2개의 코일을 서로 반대 방향으로 감음으로써, 직렬 연결된 각 코일(721-729)에서 유도되는 상호 인덕턴스를 보상한다. 또한, 디커플러를 이루는 2개의 코일 사이의 거리를 조정함으로써, 상호 인덕턴스를 보상한다.Each decoupler d12, d23, d34, d49, d56, d67, d78, d89 winds two coils in opposite directions to compensate for mutual inductance induced in each series-connected coil 721-729. . In addition, mutual inductance is compensated for by adjusting the distance between two coils forming the decoupler.
따라서, 플라즈마 가속기의 코일에 전류의 크기 및 위상을 안정적으로 인가할 수 있게 된다. 한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 가속기를 사용하여 반도체 칩 제작용 웨이퍼를 에칭할 수 있다.Therefore, the magnitude and phase of the current can be stably applied to the coil of the plasma accelerator. Meanwhile, the wafer for fabricating the semiconductor chip may be etched using the accelerator according to the embodiment of the present invention.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 플라즈마 가속기의 구동 회로에 디커플러를 연결함으로써, 상호 인덕턴스를 보상할 수 있다.As described above, according to the present invention, mutual inductance can be compensated by connecting a decoupler to the driving circuit of the plasma accelerator.
플라즈마 가속기의 코일에 전류의 크기 및 위상을 안정적으로 인가할 수 있다. 따라서, 전류의 크기 및 위상이 안정하여 플라즈마 가속기가 안정적으로 동작할 수 있다.The magnitude and phase of the current can be stably applied to the coil of the plasma accelerator. Therefore, the magnitude and phase of the current is stable, so that the plasma accelerator can operate stably.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 않 될 것이다.In addition, although the preferred embodiment of the present invention has been shown and described above, the present invention is not limited to the above-described specific embodiment, the technical field to which the invention belongs without departing from the spirit of the invention claimed in the claims. Anyone of ordinary skill in the art as well as various modifications can be made, of course, such modifications will not be understood individually from the technical spirit or prospects of the present invention.
Claims (5)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
KR1020050090099A KR101123787B1 (en) | 2005-09-27 | 2005-09-27 | Plasma accelerator including decoupling device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020050090099A KR101123787B1 (en) | 2005-09-27 | 2005-09-27 | Plasma accelerator including decoupling device |
Publications (2)
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KR20070035353A KR20070035353A (en) | 2007-03-30 |
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ID=43656511
Family Applications (1)
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KR1020050090099A KR101123787B1 (en) | 2005-09-27 | 2005-09-27 | Plasma accelerator including decoupling device |
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KR (1) | KR101123787B1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20030073342A (en) * | 2002-03-11 | 2003-09-19 | 가부시키가이샤 히다치 하이테크놀로지즈 | Plasma processing method and apparatus |
-
2005
- 2005-09-27 KR KR1020050090099A patent/KR101123787B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
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KR20030073342A (en) * | 2002-03-11 | 2003-09-19 | 가부시키가이샤 히다치 하이테크놀로지즈 | Plasma processing method and apparatus |
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