KR102242235B1

KR102242235B1 - 플라즈마 발생용 고주파 전원 장치의 점진적 아크 성장 모니터링 방법

Info

Publication number: KR102242235B1
Application number: KR1020190136369A
Authority: KR
Inventors: 김석안; 최동일
Original assignee: 주식회사 뉴파워 프라즈마
Priority date: 2019-10-30
Filing date: 2019-10-30
Publication date: 2021-04-20

Abstract

본 발명은 플라즈마 발생용 고주파 전원 장치의 점진적 아크 성장 모니터링 방법에 관한 것으로서, (a) 플라즈마 부하로부터 반사되는 반사파 성분을 샘플링하여 추출하는 단계; (b) 상기 단계(a)에서 샘플링한 값으로부터 Preset 값을 설정하는 단계; (c) 상기 Preset 값이 미리 정해진 설정치 이상인지를 판단하는 단계; (d) 상기 Preset 값이 상기 설정치 이상으로 판단되면, 상기 플라즈마 부하를 향하는 RF 출력을 정지하는 단계; (e) 상기 Preset 값이 상기 설정치 미만으로 판단되면, 상기 Preset 값과 상기 Preset 값 이후에 상기 반사파 성분을 샘플링 한 S1 값을 비교하고, 비교 결과 상기 S1 값이 상기 Preset 값 이하이면 정상 출력을 유지하는 단계; (f) 상기 단계(e)의 비교 결과 상기 S1 값이 상기 Preset 값을 초과하면, 상기 S1 값과 상기 S1 값 이후에 상기 반사파 성분을 샘플링 한 S2 값을 비교하는 단계; 및 (g) 상기 S2 값이 상기 S1 값을 초과하면 아크로 판단하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 플라즈마 부하로부터 반사되는 반사파 성분을 샘플링하고, 적어도 3개 이상의 샘플링 값들을 시계열적으로 비교하여 증분 발생 시에 아크를 판단함으로써, 아크 검출 정확도를 높일 수 있으며 동시에 플라즈마 공정의 연속성을 훼손하지 않는 효과가 있다.

Description

플라즈마 발생용 고주파 전원 장치의 점진적 아크 성장 모니터링 방법{MONITORING METHOD FOR PROGRESSIVE ARC GROWTH OF HIGH FREQUENCY POWER DEVICE FOR GENERATING PLASMA}

본 발명은 플라즈마 발생용 고주파 전원 장치에서 플라즈마 부하 측의 아크를 검출하고 대응하는 제어를 수행하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반사파 성분의 증분을 시계열적으로 비교 판단하여 아크 성장 여부를 모니터링하고 적절한 대응책으로 장치를 제어하는 플라즈마 발생용 고주파 전원 장치의 점진적 아크 성장 모니터링 방법에 관한 것이다.

플라즈마 방전은 이온, 자유 래디컬, 원자, 분자를 포함하는 활성 가스를 발생하기 위한 가스 여기에 사용되고 있다. 활성 가스는 다양한 분야에서 널리 사용되고 있으며 대표적으로 대화면 디스플레이 제조공정이나 반도체 제조 공정 등에서, 예들 들어, Etching, CVD(Chemical Vapor Deposition), Ashing 등의 공정에서 사용되고 있다.

도 1은 일반적인 플라즈마 전원 공급 시스템을 예시한 블록도이다. 도 1을 참조하면, 플라즈마 발생을 위한 설비는 크게 전력을 공급하는 플라즈마 파워 서플라이(10)와, 최대 전력 공급을 위한 임피던스 매칭박스(20)와, 플라즈마 부하(30)로 구성된다. 플라즈마 파워 서플라이(10)는 고주파로 발진되는 RF Generator로 구성되며, 임피던스 매칭박스(20)는 플라즈마 파워 서플라이(10)의 출력단 임피던스와 플라즈마 부하(30), 예컨대 프로세싱 챔버와 같이 공정의 종류나 내부 환경 변화에 의하여 임피던스가 고정되지 않고 변하는 부하, 의 임피던스를 매칭시켜 프로세싱 챔버 내로 원하는 고주파 전원이 인가되도록 한다.

통상적으로 플라즈마 파워 서플라이(10)의 출력단 임피던스는 대개 50옴(ohm)으로 고정되는 반면, 플라즈마 부하(30)의 임피던스는 다양하게 가변된다. 임피던스 매칭박스(20)는 부하의 임피던스 변화에 따라 임피던스를 가변시켜 플라즈마 파워 서플라이(10)와 프로세싱 챔버 사이의 임피던스를 정합시킴으로써, 플라즈마 부하(30)로부터 반사파를 줄여 RF 제너레이터의 손상을 방지하고 고주파의 RF 파워가 프로세싱 챔버 내에서 손실 없이 온전히 사용될 수 있도록 한다.

한편, 플라즈마 전원 공급 시스템이 가져야 할 중요한 기능 중 하나는 프로세싱 챔버 내부에서 발생되는 아크를 검출하고, 아크 검출 시에 전력 공급을 중단하는 등의 대응책을 마련하는 아크 모니터링 기능이다. 프로세싱 챔버 내부에서 아크가 발생될 경우, 웨이퍼나 유리 기판 등의 피처리 대상물에 심각한 손상이 유발되거나 챔버 내부의 구성품이 손상될 수 있다. 또는, 아크에 의한 반사파가 발생되어 전원 공급 장치의 주요 구성품이 파손될 수도 있다.

고전적인 아크 모니터링 기능은 광 검출 수단으로 챔버 내부를 모니터링하는 것이었다. 하지만, 광학적 기법으로 아크를 검출하여 전력 공급을 차단하는 것은 일단 아크가 발생된 이후에 행해지는 사후적 대응 방법이라는 문제가 있다. 또한, 챔버 내부의 플라즈마 환경에 의해 챔버에 마련된 투시창의 투명성이 나빠져 광학적 기법으로 아크를 검출할 수 없거나 오검출되는 문제가 종종 발생되었다.

이에 선제적으로 아크를 검출하기 위한 방법으로서, 아래의 선행기술문헌에 기재된 바와 같이 반사파를 검출하고 반사파의 전압 레벨이나 전력과 같은 반사파 성분, 또는, 반사파로부터 연산된 반사계수 등의 반사파 관련 값이 설정된 기준치에 도달하는지를 판단하거나 그러한 값의 변화율인 미분 값이 설정된 기준치에 도달하는지를 판단하는 방법이 개시되어 있다. 또한, 반사파를 모니터링한 값을 각기 다른 기준치로 검출하여 미소 아크와 하드 아크로 구분하고, 미소 아크와 하드 아크 각각에서의 전력 차단 시간을 달리 제어하는 기술 등이 개시되어 있다.

하지만, 단순히 반사파와 관련된 검출값의 레벨이나 기울기만으로 아크를 판단하여 대응하는 것은 과잉 대응의 문제를 야기시킬 수 있다. 예를 들어, 플라즈마의 이그니션 또는 공정이 변경되는 과정에서 부하의 변동이 심해지는 구간이 있으며, 이때 실제 아크와 관련 없이 높은 반사파가 발생될 수 있다. 이러한 정상적인 부하 변동에도 출력을 정지한다면, 공정의 연속성이 훼손될 것이다.

대한민국 특허등록 제10-0877304호

본 발명은 반사파 성분을 샘플링하여 추출한 값들을 적어도 3개 이상 시계열적으로 비교하고 증분을 판단하여 아크를 검출하며, 아크 검출 결과에 따라 대응하는 제어를 수행하여 플라즈마 공정의 연속성을 도모하면서 아크 검출 정확도를 높일 수 있도록 한 플라즈마 발생용 고주파 전원 장치의 점진적 아크 성장 모니터링 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 발생용 고주파 전원 장치의 점진적 아크 성장 모니터링 방법은, (a) 플라즈마 부하로부터 반사되는 반사파 성분을 샘플링하여 추출하는 단계; (b) 상기 단계(a)에서 샘플링한 값으로부터 Preset 값을 설정하는 단계; (c) 상기 Preset 값이 미리 정해진 설정치 이상인지를 판단하는 단계; (d) 상기 Preset 값이 상기 설정치 이상으로 판단되면, 상기 플라즈마 부하를 향하는 RF 출력을 정지하는 단계; (e) 상기 Preset 값이 상기 설정치 미만으로 판단되면, 상기 Preset 값과 상기 Preset 값 이후에 상기 반사파 성분을 샘플링 한 S1 값을 비교하고, 비교 결과 상기 S1 값이 상기 Preset 값 이하이면 정상 출력을 유지하는 단계; (f) 상기 단계(e)의 비교 결과 상기 S1 값이 상기 Preset 값을 초과하면, 상기 S1 값과 상기 S1 값 이후에 상기 반사파 성분을 샘플링 한 S2 값을 비교하는 단계; 및 (g) 상기 S2 값이 상기 S1 값을 초과하면 아크로 판단하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생용 고주파 전원 장치의 점진적 아크 성장 모니터링 방법은, 상기 Preset 값, 상기 S1 값, 및 상기 S2 값은 상기 반사파 성분에 대응하는 값으로서, 반사파 전력, 반사파 전력량, 반사계수, 및 정재파비(VSWR) 중 어느 하나 또는 어느 하나의 미분 값이다.

삭제

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생용 고주파 전원 장치의 점진적 아크 성장 모니터링 방법은, 상기 Preset 값은 반사파 전력이며, 상기 설정치는 상기 RF 출력의 최대 출력치의 20% 내지 30%의 값에서 선택되는 값이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생용 고주파 전원 장치의 점진적 아크 성장 모니터링 방법은, 상기 단계(f)의 비교 결과 상기 S1 값과 상기 S2 값이 허용 범위 내의 근사치에 해당하는 경우, (f-1) 카운트를 증가하는 단계; (f-2) 카운트 수가 미리 정해진 N 회(여기서, N은 2 이상의 정수)를 초과하는지 여부를 판단하는 단계; 및 (f-3) 상기 단계(f-2)를 만족하는 경우 상기 플라즈마 부하로 향하는 RF 출력을 정지하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생용 고주파 전원 장치의 점진적 아크 성장 모니터링 방법은, 상기 단계(f-1)에서 상기 플라즈마 부하로 향하는 RF 출력을 감소시킨 후 카운트를 증가한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생용 고주파 전원 장치의 점진적 아크 성장 모니터링 방법은, 상기 단계(g)에서 아크로 판단하면 상기 플라즈마 부하로 향하는 RF 출력을 감소시킨다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생용 고주파 전원 장치의 점진적 아크 성장 모니터링 방법은, 상기 단계(g)에서 아크로 판단하면 상기 플라즈마 부하로 향하는 RF 출력을 정지한다.

본 발명의 플라즈마 발생용 고주파 전원 장치의 점진적 아크 성장 모니터링 방법에 따르면, 플라즈마 부하로부터 반사되는 반사파 성분을 샘플링하고, 적어도 3개 이상의 샘플링 값들을 시계열적으로 비교하여 증분 발생 시에 아크를 판단함으로써, 아크 검출 정확도를 높일 수 있으며 동시에 플라즈마 공정의 연속성을 훼손하지 않는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 플라즈마 전원 공급 시스템을 예시한 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 점진적 아크 성장 모니터링 방법을 구현하기 위한 고주파 전원 장치를 예시한 블록도,
도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 발생용 고주파 전원 장치의 점진적 아크 성장 모니터링 방법을 예시한 흐름도, 및
도 4는 본 발명에 따라 아크를 검출하는 과정을 예시한 그래프이다.

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.

명세서 전체에 걸쳐 유사한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 그리고 본 발명에 첨부된 도면은 설명의 편의를 위한 것으로서, 그 형상과 상대적인 척도는 과장되거나 생략될 수 있다.

실시예를 구체적으로 설명함에 있어서, 중복되는 설명이나 당해 분야에서 자명한 기술에 대한 설명은 생략되었다. 또한, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 기재된 구성요소 외에 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "~부", "~기", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분과 전기적으로 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 점진적 아크 성장 모니터링 방법을 구현하기 위한 고주파 전원 장치를 예시한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 고주파 전원 장치는 플라즈마 부하(300)에 고주파 전원을 공급하기 위한 고주파 전력 발생 장치(100)와, 검출 모듈(110)과, 디지털 샘플링부(120)와, 아크 모니터링부(130)와, 컨트롤러(140)를 포함한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 고주파 전력 발생 장치(100)와 플라즈마 부하(300) 사이에는 부하 측의 임피던스 변화에 따라 전원 측의 임피던스를 가변시켜 고주파 전원을 공급하기 위한 정합 장치(200)가 더 구비될 수 있다.

검출 모듈(110)은 고주파 전력 발생 장치(100)의 출력단에 설치되며, 플라즈마 부하(300)를 향하는 진행파 성분과 플라즈마 부하로부터 반사되어 되돌아오는 반사파 성분을 검출하는 수단이다. 예를 들어, 검출 모듈(110)은 방향성 커플러(Directional Coupler)로 구성될 수 있으며, 진행파 및 반사파의 전압, 전류, 주파수 등의 성분을 검출한다. 또는, 검출된 성분으로부터 진행파 전력 및 반사파 전력을 연산하여 출력할 수도 있다.

디지털 샘플링부(120)는 검출 모듈(110)의 검출 값을 디지털 신호로 변환하고 샘플링하여 추출하는 수단이다. 본 발명에서는 아크 검출을 위해 플라즈마 부하로부터 반사되는 반사파 성분이 추출되며, 정재파비(VSWR: Voltage Standing Wave Ratio) 추출을 위해서는 진행파 성분과 반사파 성분이 모두 샘플링될 수 있다. 디지털 샘플링부(120)는 신호의 샘플링을 위해 고속 푸리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform) 수단을 포함할 수 있으며, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 AD 컨버터와, 디지털 신호 처리를 위한 DSP(Digital Signal Processor) 등을 포함할 수 있다.

아크 모니터링부(130)는 도 3을 참조하여 설명되는 아크 검출 알고리즘에 따라 아크를 검출하는 수단이다. 본 발명에서 아크 검출은 반사파 성분을 디지털 샘플링한 값들(Preset, S1, S2) 중 적어도 3개 이상의 값들에 대해 시계열적으로 증분을 판단하여 검출된다. Preset, S1, S2 값들은 반사파 성분에 대응하는 샘플링 값으로서, 반사파 전력, 반사파 전력량, 반사계수, 및 정재파비 중 어느 하나의 값, 또는, 어느 하나의 미분 값이다. 도 3 이하를 참조하여 설명되는 예시에서 Preset, S1, S2 값들은 반사파 전력 값으로 설명되지만, 위에서 열거한 다른 값으로 대체될 수 있다.

컨트롤러(140)는 아크 모니터링부(130)의 연산 결과에 따라 고주파 전력 발생 장치(100)의 출력을 제어하는 수단이다. 컨트롤러(140)는 아크 모니터링부(130)에서 아크를 검출하는 경우 플라즈마 부하(300)로 향하는 RF 출력을 정지시키도록 제어할 수 있다. 다른 예로서, 컨트롤러(140)는 아크 모니터링부(130)에서 하드(hard) 아크로 검출하는 경우 RF 출력을 정지시키며, 소프트(soft) 아크로 검출하는 경우 RF 출력을 감소시키도록 제어할 수도 있다.

도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 발생용 고주파 전원 장치의 점진적 아크 성장 모니터링 방법을 예시한 흐름도이다. 도 3을 참조하여, 본 발명에 의한 점진적 아크 성장 모니터링 및 대응 제어 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 고주파 전원 장치가 정상적으로 동작하는 중이라는 가정 하에, 플라즈마 부하(300)로부터 반사되는 반사파 성분이 지속적으로 샘플링되어 추출된다(ST100).

만약, 공정 초기라면 다음 단계에서 최초 샘플링한 값으로부터 Preset 값이 설정된다(ST105). Preset 값은 본 발명의 아크 검출 알고리즘에서 초기에 샘플링 된 값을 의미하며, 아크가 검출되지 않고 정상 출력이 유지된다면, 주기적으로 갱신될 수 있다. 또한, 공정이 변경될 때마다 공정 초기에 샘플링 값으로부터 Preset 값이 설정될 수 있다.

다음으로, Preset 값이 미리 정해진 설정치(Ref.) 미만인지를 판단한다(ST110). 여기서, Preset 값은 반사파 전력이며, 설정치(Ref.)는 RF 출력의 최대 출력치의 20% 내지 30%의 값에서 선택되는 값이다. 만약, 반사파 전력이 미리 정해진 설정치(Ref.)를 넘어서면 플라즈마 부하(300)를 향하는 RF 출력을 정지시킨다(ST115).

다음으로, Preset 값과 Preset 값 이후에 반사파 성분을 샘플링한 S1 값을 비교한다(ST120). 만약, 비교 결과 S1 값이 Preset 값 이하라면 반사파 성분이 유지되거나 감소된 것을 의미할 것이다. 이 경우 정상 출력을 유지한다(ST125). 그리고, 단계 ST110으로 회귀한다.

만약, S1 값이 Preset 값을 초과하는 경우, 다음 단계로 진행하여 S1 값과 S1 값 이후에 반사파 성분을 샘플링 한 S2 값을 비교한다(ST130).

단계 ST130에서 세 번째 샘플링 값인 S2 값이 이전 샘플링 값인 S1 값을 초과하는 것으로 판단되면, 아크로 판단하고 RF 출력을 감소시키거나 정지시킨다(ST135). Preset 값, S1 값, S2 값이 단계적으로 증가한 것을 의미하므로, 본 발명에서는 이를 아크로 판단하며, RF 출력을 정지시켜 플라즈마 부하(300)에서의 아크 발생을 억제하며 고주파 전원 장치를 보호한다.

여기서, 본 발명의 점진적 아크 성장 모니터링 방법은 Preset 값, S1 값, S2 값이 단계적으로 증가하는 경우 소프트 아크로 판단하고, 단계 ST110에서 샘플링 값이 설정치(Ref.) 이상인 경우 하드 아크로 판단할 수 있다. 이 경우, 단계 ST135에서는 RF 출력을 감소시키고, 단계 ST115에서는 RF 출력을 정지시키도록 제어한다.

다른 예로서, 본 발명의 점진적 아크 성장 모니터링 방법은 Preset 값, S1 값이 단계적으로 증가하고, S1 값과 S2 값이 근사한 경우 소프트 아크로 판단하고, S1 값에서 S2 값이 근사치를 초과할 정도로 커지는 경우 하드 아크로 판단할 수 있다. 추가로 S1 값과 S2 값이 근사한 경우가 다수 회 반복되는 경우에도 하드 아크로 판단할 수 있다. 이 경우, 단계 ST140을 수행하면서 RF 출력을 감소시키고, 단계 ST135 및 단계 ST150에서는 RF 출력을 정지시키도록 제어한다.

두 번째 예에 대하여 구체적으로 설명하면, S1 값과 S2 값을 비교하는 것은 도 3에서 예시한 바와 같이, 3단계로 구분될 수 있다. 먼저, S1 값과 S2 값이 허용 범위 내의 근사치에 해당되는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, S1 값에서 S2 값으로의 변화율이 5% 내에 해당되는지를 판단하며, 만약 그 변화율이 5% 내의 근사치에 해당되는 경우 카운트를 증가한다(ST140). 그리고 카운트 수(Cn)가 미리 정해진 N 회(여기서, N은 2 이상의 정수)를 초과하는지 여부를 판단한다(ST145).

만약, 카운트 수(Cn)가 N 회를 초과하지 않는다면, 정상 출력을 유지하고(ST125), 단계 ST110으로 회귀한다. 도시하여 예시하지 않았지만, 이 경우에 소프트 아크로 판단하고 RF 출력을 감소시키도록 제어할 수 있다.

만약, 카운트 수(Cn)가 N 회를 초과하였다면, 하드 아크로 판단하고 RF 출력을 정지시킨다(ST150).

단계 ST130에서 S2 값이 S1 값의 근사치를 초과하는 값으로 판단되는 경우(예컨대, 5%의 증분율을 초과하여 증가된 경우), 3개의 샘플링 값의 비교에서 반사파 성분이 점차 증가된 것이며, 특히 세 번째 샘플링 값에서 급격한 증분이 발생된 것이므로, 하드 아크로 판단하고 RF 출력을 즉시 정지시킨다(ST135).

단계 ST130에서 S2 값이 S1 값의 근사치 미만의 값으로 판단되는 경우(예컨대, 5%의 감소율을 초과하여 감소된 경우), 어떠한 아크 대응책 없이 정상 출력을 유지하고(ST125), 단계 ST110으로 회귀한다.

도 4는 본 발명에 따라 아크를 검출하는 과정을 예시한 그래프이다.

도 4를 참조하면, 실선으로 도시된 파형은 진행파 전력을 나타내며, 일점 쇄선으로 도시된 파형은 반사파 전력을 나타낸다. 반사파 전력의 최대 허용치인 설정치(Ref.)는 진행파 전력의 최대 전력 대비 20%로 설정하였으며, x축과 평행한 상부의 점선으로 묘사하였다. 그리고 Preset 값인 Monitoring 임계치는 x축과 평행한 하부의 점선으로 묘사하였다.

t2 이후의 샘플링 단계에서와 같이 샘플링 값이 설정치(Ref.)를 초과하는 경우, RF 출력을 정지하여 아크로부터 고주파 전원 장치를 보호할 수 있다.

이후, t3-t4 구간에서 반사파가 임계치를 초과하고 있다. 하지만, t4-t5 구간에서 반사파가 감소하고 있다. 즉, t3-t4 구간에서 S1 값이 Preset 값을 초과하지만, t4-t5 구간에서 S2 값이 S1 값보다 작아지게 되어, 아크 대응책 없이 공정을 유지할 수 있다.

t6-t7 구간에서와 같이 S1 값이 Preset 값을 초과하고, t7-t8 구간에서와 같이 S2 값이 S1 값을 초과하는 경우 소프트 아크로 판단하여 RF 출력을 감소시키도록 제어할 수 있다.

t10-t11 구간에서와 같이 S1 값이 Preset 값을 초과하고, t11-t12 구간에서와 같이 S2 값이 S1 값을 크게 초과하는 경우 하드 아크로 판단하여 RF 출력을 정지하도록 제어할 수 있다.

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.

100 : 고주파 전력 발생 장치 110 : 검출 모듈
120 : 디지털 샘플링부 130 : 아크 모니터링부
140 : 컨트롤러 200 : 정합 장치
300 : 플라즈마 부하

Claims

(a) 플라즈마 부하로부터 반사되는 반사파 성분을 샘플링하여 추출하는 단계;
(b) 상기 단계(a)에서 샘플링한 값으로부터 Preset 값을 설정하는 단계;
(c) 상기 Preset 값이 미리 정해진 설정치 이상인지를 판단하는 단계;
(d) 상기 Preset 값이 상기 설정치 이상으로 판단되면, 상기 플라즈마 부하를 향하는 RF 출력을 정지하는 단계;
(e) 상기 Preset 값이 상기 설정치 미만으로 판단되면, 상기 Preset 값과 상기 Preset 값 이후에 상기 반사파 성분을 샘플링 한 S1 값을 비교하고, 비교 결과 상기 S1 값이 상기 Preset 값 이하이면 정상 출력을 유지하는 단계;
(f) 상기 단계(e)의 비교 결과 상기 S1 값이 상기 Preset 값을 초과하면, 상기 S1 값과 상기 S1 값 이후에 상기 반사파 성분을 샘플링 한 S2 값을 비교하는 단계; 및
(g) 상기 S2 값이 상기 S1 값을 초과하면 아크로 판단하는 단계
를 포함하는 플라즈마 발생용 고주파 전원 장치의 점진적 아크 성장 모니터링 방법.
제1항에 있어서,
상기 Preset 값, 상기 S1 값, 및 상기 S2 값은 상기 반사파 성분에 대응하는 값으로서, 반사파 전력, 반사파 전력량, 반사계수, 및 정재파비(VSWR) 중 어느 하나 또는 어느 하나의 미분 값인 플라즈마 발생용 고주파 전원 장치의 점진적 아크 성장 모니터링 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 Preset 값은 반사파 전력이며, 상기 설정치는 상기 RF 출력의 최대 출력치의 20% 내지 30%의 값에서 선택되는 값인 플라즈마 발생용 고주파 전원 장치의 점진적 아크 성장 모니터링 방법.
제1항에 있어서,
상기 단계(f)의 비교 결과 상기 S1 값과 상기 S2 값이 허용 범위 내의 근사치에 해당하는 경우,
(f-1) 카운트를 증가하는 단계;
(f-2) 카운트 수가 미리 정해진 N 회(여기서, N은 2 이상의 정수)를 초과하는지 여부를 판단하는 단계; 및
(f-3) 상기 단계(f-2)를 만족하는 경우 상기 플라즈마 부하로 향하는 RF 출력을 정지하는 단계
를 더 포함하는 플라즈마 발생용 고주파 전원 장치의 점진적 아크 성장 모니터링 방법.
제5항에 있어서,
상기 단계(f-1)에서 상기 플라즈마 부하로 향하는 RF 출력을 감소시킨 후 카운트를 증가하는 플라즈마 발생용 고주파 전원 장치의 점진적 아크 성장 모니터링 방법.
제1항에 있어서,
상기 단계(g)에서 아크로 판단하면 상기 플라즈마 부하로 향하는 RF 출력을 감소시키는 플라즈마 발생용 고주파 전원 장치의 점진적 아크 성장 모니터링 방법.
제1항에 있어서,
상기 단계(g)에서 아크로 판단하면 상기 플라즈마 부하로 향하는 RF 출력을 정지시키는 플라즈마 발생용 고주파 전원 장치의 점진적 아크 성장 모니터링 방법.