KR102369880B1 - Radio frequency generator capable of monitoring dual outputs - Google Patents

Radio frequency generator capable of monitoring dual outputs Download PDF

Info

Publication number
KR102369880B1
KR102369880B1 KR1020200045897A KR20200045897A KR102369880B1 KR 102369880 B1 KR102369880 B1 KR 102369880B1 KR 1020200045897 A KR1020200045897 A KR 1020200045897A KR 20200045897 A KR20200045897 A KR 20200045897A KR 102369880 B1 KR102369880 B1 KR 102369880B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
output
high frequency
signal
frequency power
switch
Prior art date
Application number
KR1020200045897A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20210128120A (en
Inventor
김종운
김인범
유승희
Original Assignee
주식회사 뉴파워 프라즈마
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 뉴파워 프라즈마 filed Critical 주식회사 뉴파워 프라즈마
Priority to KR1020200045897A priority Critical patent/KR102369880B1/en
Priority to CN202010742873.5A priority patent/CN113539773B/en
Priority to US16/943,246 priority patent/US11189471B2/en
Publication of KR20210128120A publication Critical patent/KR20210128120A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102369880B1 publication Critical patent/KR102369880B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32174Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/043Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using transformers or inductors only

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 이중 출력 감시 기능을 가진 고주파 제너레이터는, 소정 레벨의 직류 전압을 증폭하여 제1 및 제2 고주파 증폭 신호를 출력하도록 구성된 고주파 증폭부; 상기 제1 고주파 증폭 신호와 상기 제2 고주파 증폭 신호를 결합하여 고주파 전력 신호를 출력하도록 구성된 컴바이너; 상기 컴바이너의 출력측에 배치되고, 상기 컴바이너의 출력측에 흐르는 전기적 신호를 검출하여 전기적 검출 신호를 출력하도록 구성된 고주파 센서; 외부에서 인가되는 컨트롤 신호와 상기 전기적 검출 신호를 이용하여 스위칭 제어 신호를 출력하도록 구성된 컨트롤러; 상기 컴바이너와 플라즈마 챔버 사이에 배치되고, 상기 스위칭 제어 신호에 제어되어 상기 고주파 전력 신호를 제1 및 제2 출력 터미널에 제공하도록 구성된 스위치; 및 상기 스위치의 상기 제1 및 제2 출력 터미널에 각각 제공되는 제1 및 제2 고주파 전력 출력 신호를 검출하여 상기 스위치의 동작 상태를 감시하도록 구성된 상태 감시부를 포함한다.A high-frequency generator having a dual output monitoring function according to the present invention includes: a high-frequency amplifier configured to amplify a DC voltage of a predetermined level and output first and second amplified high-frequency signals; a combiner configured to output a high frequency power signal by combining the first high frequency amplified signal and the second high frequency amplified signal; a high-frequency sensor disposed on the output side of the combiner, configured to detect an electrical signal flowing to the output side of the combiner and output an electrical detection signal; a controller configured to output a switching control signal using an externally applied control signal and the electrical detection signal; a switch disposed between the combiner and the plasma chamber and controlled by the switching control signal to provide the high frequency power signal to first and second output terminals; and a state monitoring unit configured to monitor an operating state of the switch by detecting first and second high frequency power output signals respectively provided to the first and second output terminals of the switch.

Description

이중 출력 감시 기능을 가진 고주파 제너레이터{RADIO FREQUENCY GENERATOR CAPABLE OF MONITORING DUAL OUTPUTS}High-frequency generator with dual output monitoring

본 발명은 고주파 제너레이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이중 출력 감시 기능을 가진 고주파 제너레이터에 관한 것이다.The present invention relates to a high-frequency generator, and more particularly, to a high-frequency generator having a dual output monitoring function.

플라스마 에칭(plasma etching)은 예를 들면 반도체 제조에서 빈번히 사용된다. 플라스마 에칭에서, 기판 상에 노출된 표면들을 에칭하기 위하여 전계(electric field)에 의해 가속된다. 전계는 고주파 전력 시스템의 고주파 발생기에 의해 발생되는 고주파 전력 신호들에 따라 발생된다. 고주파 발생기에 의해 발생되는 고주파 전력 신호들은 플라스마 에칭을 효율적으로 실행하도록 정밀하게 제어된다.Plasma etching is frequently used, for example, in semiconductor manufacturing. In plasma etching, it is accelerated by an electric field to etch exposed surfaces on a substrate. The electric field is generated according to the high frequency power signals generated by the high frequency generator of the high frequency power system. The high-frequency power signals generated by the high-frequency generator are precisely controlled to efficiently perform plasma etching.

고주파 전력 시스템은 고주파 발생기, 매칭 네트워크(matching network), 및 플라스마 챔버와 같은 부하(load)를 포함할 수 있다. 고주파 전력 신호들은 집적회로(IC)들, 태양 전지들판, 콤팩트 디스크(CD)들, 및/또는 디지털 다기능(또는 비디오) 디스크(DVD)들을 포함하나 이에 한정되지 않는, 다양한 부품들을 제조하기 위하여 부하를 구동하도록 사용된다. 부하는 광대역 미스매치 부하들(broadband mismatched loads, 예를들면, 미스매치 저항기 종단), 협대역 미스매치 부하들(예를 들면, 2-소자 매칭 네트워크), 및 공진기(resonator) 부하들을 갖는 케이블들을 포함할 수 있다.A high frequency power system may include a high frequency generator, a matching network, and a load such as a plasma chamber. High frequency power signals are used to load a variety of components including, but not limited to, integrated circuits (ICs), solar cells, compact disks (CDs), and/or digital versatile (or video) disks (DVDs). used to drive Load cables with broadband mismatched loads (eg, mismatched resistor termination), narrowband mismatched loads (eg, two-element matching network), and resonator loads. may include

도 1은 종래기술에 따른 플라즈마 부하(7)에 공급하기 위해 플라즈마 전력 레벨을 생성하는 고주파 플라즈마 공급 장치를 도시한다. 1 shows a high-frequency plasma supply for generating a plasma power level for supplying a plasma load 7 according to the prior art.

종래기술에 따른 고주파 플라즈마 공급 장치는 AC-DC 변환부(1), 제1 고주파 발생부(2), 제2 고주파 발생부(3), 컴바이너(4), 고주파 센서(5), 및 콘트롤러(6)를 포함한다.A high-frequency plasma supply apparatus according to the prior art includes an AC-DC converter 1, a first high-frequency generator 2, a second high-frequency generator 3, a combiner 4, a high-frequency sensor 5, and It includes a controller (6).

AC-DC 변환부(1)는 상용의 교류 전압을 소정 레벨의 직류 전압으로 변환한다.The AC-DC converter 1 converts a commercial AC voltage into a DC voltage of a predetermined level.

제1 고주파 발생부(2) 및 제2 고주파 발생부(3)는 각각 AC-DC 변환부(1)로부터 출력되는 직류 전압을 이용하여 고주파 신호를 발생한다.The first high frequency generator 2 and the second high frequency generator 3 each generate a high frequency signal using the DC voltage output from the AC-DC converter 1 .

컴바이너(4)는 제1 고주파 발생부(2) 및 제2 고주파 발생부(3)로부터 출력되는 고주파 신호를 결합한다.The combiner 4 combines the high frequency signals output from the first high frequency generator 2 and the second high frequency generator 3 .

고주파 센서(5)는 컴바이너(4)로부터 플라즈마 부하(7)로 출력되는 순방향 고주파 신호나 플라즈마 부하(7)로부터 컴바이너(4)로 출력되는 역방향의 고주파 신호를 검출한다.The high frequency sensor 5 detects a forward high frequency signal output from the combiner 4 to the plasma load 7 or a reverse high frequency signal output from the plasma load 7 to the combiner 4 .

콘트롤러(6)는 고주파 센서(5)로부터 출력되는 검출신호를 이용하여 AC-DC 변환부(1), 제1 고주파 발생부(2), 제2 고주파 발생부(3)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성한다.The controller 6 is a control signal for controlling the AC-DC converter 1 , the first high frequency generator 2 , and the second high frequency generator 3 using the detection signal output from the high frequency sensor 5 . to create

한편 도 1에 도시된 바와 같이, 종래기술의 고주파 플라즈마 공급 장치는 부하인 플라즈마 챔버에 플라즈마를 공급하는 경우, 플라즈마 챔버의 일측 전극에만 고주파 전력을 공급하고, 플라즈마 챔버의 타측은 접지측과 연결되는 구조이다. 그런데 공정기술의 첨단화로 플라즈마 챔버 내에 다양한 크기의 플라즈마를 발생시키려는 요구가 있다.On the other hand, as shown in Figure 1, the prior art high-frequency plasma supply device, when supplying plasma to a plasma chamber as a load, supplies high-frequency power only to one electrode of the plasma chamber, and the other side of the plasma chamber is connected to the ground side. is the structure However, with the advancement of process technology, there is a demand to generate plasma of various sizes in a plasma chamber.

따라서 플라즈마 챔버의 양단에 고주파 전력 신호를 공급할 수 있는 이중 출력을 가진 고주파 제너레이터를 제공할 필요가 있다.Therefore, there is a need to provide a high-frequency generator having a dual output capable of supplying a high-frequency power signal to both ends of the plasma chamber.

한국등록특허 10-0842243 RF 플라즈마 공급 장치의 전력 출력 제어 또는 조정 방법 및 RF 플라즈마 공급 장치Korean Patent Registration No. 10-0842243 Method for controlling or adjusting power output of RF plasma supply device and RF plasma supply device

그런데 순방향 전력과 역방향 전력의 변화로 인해 부하 임피던스가 변화하기 때문에 컴바이너로부터 출력되는 고주파 출력 신호를 두개의 부하에 선택적으로 출력하는 스위치의 동작 상태를 검출하는 데에 에러가 발생할 가능성이 있다.However, since the load impedance changes due to the change of the forward power and the reverse power, there is a possibility that an error may occur in detecting the operation state of the switch that selectively outputs the high frequency output signal output from the combiner to the two loads.

이에 본 발명은 부하 임피던스 변화에 강인하고, 이중 출력을 감시할 수 있는 기능을 가진 고주파 제너레이터를 제공함에 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a high-frequency generator that is robust to changes in load impedance and has a function of monitoring dual outputs.

본 발명에 따른 이중 출력 감시 기능을 가진 고주파 제너레이터는, 소정 레벨의 직류 전압을 증폭하여 제1 및 제2 고주파 증폭 신호를 출력하도록 구성된 고주파 증폭부; 상기 제1 고주파 증폭 신호와 상기 제2 고주파 증폭 신호를 결합하여 고주파 전력 신호를 출력하도록 구성된 컴바이너; 상기 컴바이너의 출력측에 배치되고, 상기 컴바이너의 출력측에 흐르는 전기적 신호를 검출하여 전기적 검출 신호를 출력하도록 구성된 고주파 센서; 외부에서 인가되는 컨트롤 신호와 상기 전기적 검출 신호를 이용하여 스위칭 제어 신호를 출력하도록 구성된 컨트롤러; 상기 컴바이너와 플라즈마 챔버 사이에 배치되고, 상기 스위칭 제어 신호에 제어되어 상기 고주파 전력 신호를 제1 및 제2 출력 터미널에 제공하도록 구성된 스위치; 및 상기 스위치의 상기 제1 및 제2 출력 터미널에 각각 제공되는 제1 및 제2 고주파 전력 출력 신호를 검출하여 상기 스위치의 동작 상태를 감시하도록 구성된 상태 감시부를 포함한다.A high-frequency generator having a dual output monitoring function according to the present invention includes: a high-frequency amplifier configured to amplify a DC voltage of a predetermined level and output first and second amplified high-frequency signals; a combiner configured to output a high frequency power signal by combining the first high frequency amplified signal and the second high frequency amplified signal; a high-frequency sensor disposed on the output side of the combiner, configured to detect an electrical signal flowing to the output side of the combiner and output an electrical detection signal; a controller configured to output a switching control signal using an externally applied control signal and the electrical detection signal; a switch disposed between the combiner and the plasma chamber and controlled by the switching control signal to provide the high frequency power signal to first and second output terminals; and a state monitoring unit configured to monitor an operating state of the switch by detecting first and second high frequency power output signals respectively provided to the first and second output terminals of the switch.

바람직하게는, 상기 스위치는 기계적 스위치 또는 전자적 스위치로 구현되고, 상기 스위치의 제1 및 제2 출력 터미널을 통해 출력되는 상기 제1 및 제2 고주파 전력 출력 신호는 각각 상기 플라즈마 챔버의 상측 또는 하측 전극에 번갈아 공급된다.Preferably, the switch is implemented as a mechanical switch or an electronic switch, and the first and second high frequency power output signals output through the first and second output terminals of the switch are respectively applied to the upper or lower electrode of the plasma chamber. alternately supplied to

바람직하게는, 상기 상태 감시부는, 상기 제1 및 제2 고주파 전력 출력 신호로부터 각각 제1 및 제2 고주파 전력을 검출하여 각각 제1 및 제2 고주파 전력 검출 신호를 출력하는 제1 및 제2 고주파 전력 검출기; 상기 제1 및 제2 고주파 전력 검출기와 후단의 제1 및 제2 비교기 사이의 임피던스를 각각 매칭하도록 구성된 제1 및 제2 임피던스 매처; 상기 제1 및 제2 고주파 전력 검출 신호를 후단의 제1 및 제2 비교기측으로 일방향으로 통과시키도록 구성된 제1 및 제2 일방향 소자를 포함하는 역방향 신호 차단부; 상기 제1 및 제2 일방향 소자로부터 기준 전압이 제공되는 기준 전압 터미널 측으로 각각 순방향 결합되는 제3 및 제4 일방향 소자를 포함하는 잡음 간섭 제거부; 및 상기 제1 일방향 소자의 출력 전압과 상기 기준 전압을 비교하는 제1 비교기와, 상기 제2 일방향 소자의 출력 전압과 상기 기준 전압을 비교하는 제2 비교기를 포함하는 비교부를 포함한다.Preferably, the state monitoring unit detects first and second high frequency power from the first and second high frequency power output signals, respectively, and outputs first and second high frequency power detection signals, respectively. power detector; first and second impedance matchers configured to respectively match impedances between the first and second high-frequency power detectors and the first and second comparators at the rear end; a reverse signal blocking unit including first and second one-way elements configured to pass the first and second high-frequency power detection signals to the first and second comparators at the rear end in one direction; a noise interference canceller including third and fourth one-way elements each forward coupled from the first and second one-way elements to a reference voltage terminal to which a reference voltage is provided; and a comparator including a first comparator comparing the output voltage of the first unidirectional element with the reference voltage, and a second comparator comparing the output voltage of the second unidirectional element with the reference voltage.

바람직하게는, 상기 제1 및 제2 고주파 전력 검출기는, 상기 스위치의 제1 출력 터미널에 연결되는 제1 마이크로 스트립 트랜스포머와, 상기 스위치의 제2 출력 터미널에 연결되는 제2 마이크로 스트립 트랜스포머를 포함한다.Preferably, the first and second high frequency power detectors include a first microstrip transformer connected to a first output terminal of the switch, and a second microstrip transformer connected to a second output terminal of the switch. .

바람직하게는, 제1 내지 제4 일방향 소자는 다이오드로 구현될 수 있다.Preferably, the first to fourth unidirectional elements may be implemented as diodes.

본 발명의 고주파 제너레이터에 따르면, 순방향 전력과 역방향 전력의 변화로 인해 부하 임피던스가 변화하더라도 컴바이너로부터 출력되는 고주파 출력 신호를 두개의 부하에 선택적으로 출력하는 스위치의 동작 상태를 정확하게 검출할 수 있다. 또한, 본 발명의 고주파 제너레이터는 플라즈마 챔버의 양측 전극에 고주파 전력 신호를 공급할 수 있고, 하나의 고주파 제너레이터가 두 개의 고주파 전력 신호를 제공할 수 있으며, 두 개의 고주파 전력 신호를 선택적으로 제공함으로써 플라즈마 챔버 내에 발생하는 플라즈마를 정교하게 제어할 수 있다. 또한, 하나의 제너레이터로 두 개의 고주파 전력 신호를 제공함으로써 제너레이터의 크기를 대폭 축소할 수 있고 이에 따라 제조 비용을 대폭 절감할 수 있다.According to the high-frequency generator of the present invention, it is possible to accurately detect the operation state of a switch that selectively outputs a high-frequency output signal output from the combiner to two loads even when the load impedance changes due to changes in forward power and reverse power. . In addition, the high-frequency generator of the present invention can supply high-frequency power signals to both electrodes of the plasma chamber, one high-frequency generator can provide two high-frequency power signals, and selectively provide two high-frequency power signals to the plasma chamber Plasma generated inside can be precisely controlled. In addition, by providing two high-frequency power signals with one generator, the size of the generator can be significantly reduced, thereby significantly reducing the manufacturing cost.

도 1은 종래기술에 따른 고주파 제너레이터 블럭도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이중 출력 감시 기능을 가진 고주파 제너레이터 전체 블럭도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이중 출력 감시 회로도,
도 4는 고정 기준 전압을 가진 경우의 각부 파형도,
도 5는 변동 기준 전압을 가진 경우의 각부 파형도, 및
도 6은 출력 전압 증가에 따른 기준 전압 증가 파형도이다.
1 is a block diagram of a high-frequency generator according to the prior art;
2 is an overall block diagram of a high-frequency generator having a dual output monitoring function according to an embodiment of the present invention;
3 is a dual output monitoring circuit diagram according to an embodiment of the present invention;
4 is a waveform diagram of each part in the case of having a fixed reference voltage;
5 is a waveform diagram of each part in the case of having a fluctuating reference voltage, and
6 is a reference voltage increase waveform diagram according to an increase in output voltage.

본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.Additional objects, features and advantages of the present invention may be more clearly understood from the following detailed description and accompanying drawings.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Prior to the detailed description of the present invention, the present invention can make various changes and can have various embodiments, and the examples described below and shown in the drawings are not intended to limit the present invention to specific embodiments. No, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it is understood that other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In addition, terms such as "...unit", "...unit", "...module", etc. described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which includes hardware or software or hardware and It can be implemented by a combination of software.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same components are given the same reference numerals regardless of the reference numerals, and the overlapping description thereof will be omitted. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 본원 명세서 전체에서, 어떤 단계가 다른 단계와 "상에"또는 "전에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 단계가 다른 단계와 직접적 시계열적인 관계에 있는 경우 뿐만 아니라, 각 단계 후의 혼합하는 단계와 같이 두 단계의 순서에 시계열적 순서가 바뀔 수 있는 간접적 시계열적 관계에 있는 경우와 동일한 권리를 포함한다.In addition, throughout this specification, when a step is located “on” or “before” another step, this means not only a case in which a step is in a direct time-series relationship with another step, but also a step of mixing after each step and Likewise, the order of two stages includes the same rights as in the case of an indirect time series relationship in which the time series order can be changed.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 이중 출력을 가진 고주파 제너레이터에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, a high-frequency generator having a dual output according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이중 출력 감시 기능을 가진 고주파 제너레이터 전체 블럭도이다.2 is an overall block diagram of a high-frequency generator having a dual output monitoring function according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따른 이중 출력 감시 기능을 가진 고주파 제너레이터는 AC-DC 변환부(110), 평활부(115), 고주파 증폭부(117), 컴바이너(150), 고주파 센서(160), 스위치(170), 플라즈마 챔버(180), 및 컨트롤러(190)를 포함한다. The high-frequency generator having a dual output monitoring function according to an embodiment of the present invention includes an AC-DC converter 110 , a smoothing part 115 , a high-frequency amplifier 117 , a combiner 150 , and a high-frequency sensor 160 . ), a switch 170 , a plasma chamber 180 , and a controller 190 .

AC-DC 변환부(110)는 콘트롤러(190)로부터 출력되는 전압제어신호(Vcon)에 제어되어 상용 3상 교류 전압을 소정 레벨의 직류 전압으로 정류하여 출력한다.The AC-DC converter 110 is controlled by the voltage control signal Vcon output from the controller 190 to rectify and output the commercial three-phase AC voltage to a DC voltage of a predetermined level.

평활부(115)는 AC-DC 변환부(110)로부터 출력되는 직류 전압을 평활화한다.The smoothing unit 115 smoothes the DC voltage output from the AC-DC converting unit 110 .

본 발명의 일실시예에 따른 고주파 증폭부(117)는 고주파 전력 변환부(127), 결합용 변압부(137), 및 공진 네트워크(147)를 포함한다.The high frequency amplification unit 117 according to an embodiment of the present invention includes a high frequency power conversion unit 127 , a coupling transformer 137 , and a resonance network 147 .

고주파 전력 변환부(127)는 AC-DC 변환부(110)로부터 출력되는 소정 레벨의 직류 전압을 증폭하여 펄스 파형의 고주파 신호를 생성한다. 고주파 전력 변환부(127)는 다양한 부하 조건에 따른 전압 및 주파수를 생성하기 위하여 2개 이상의 고주파 전력 변환기를 병렬 운전할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 고주파 전력 변환부(127)는 2개의 고주파 전력 변환기(120, 125)를 사용한다. 제1 고주파 전력 변환기(120)와 제2 고주파 전력 변환기(125)는 각각 컨트롤러(190)로부터 출력되는 제1 증폭 제어 신호(Pcon1)와 제2 증폭 제어 신호(Pcon2)에 제어되고, 제1 고주파 변환 신호(v1)의 위상과 제2 고주파 변환 신호(v2)의 위상은 상호 위상이 같거나 다를 수 있다. The high frequency power converter 127 amplifies the DC voltage of a predetermined level output from the AC-DC converter 110 to generate a high frequency signal of a pulse waveform. The high frequency power converter 127 may operate two or more high frequency power converters in parallel to generate voltages and frequencies according to various load conditions. According to an embodiment of the present invention, the high-frequency power converter 127 uses two high-frequency power converters 120 and 125 . The first high frequency power converter 120 and the second high frequency power converter 125 are respectively controlled by the first amplification control signal Pcon1 and the second amplification control signal Pcon2 output from the controller 190 , and the first high frequency power converter 125 , respectively. The phase of the converted signal v1 and the phase of the second high frequency converted signal v2 may be the same as or different from each other in phase.

결합용 변압부(137)는 제1 결합용 변압기(130) 및 제2 결합용 변압기(135)를 포함한다. 제1 결합용 변압기(130)는 제1 고주파 전력 변환기(120)로부터 출력되는 펄스 파형의 제1 고주파 변환 신호를 2차측에 유도하며, 제2 결합용 변압기(135)는 제2 고주파 전력 변환기(125)로부터 출력되는 펄스 파형의 제2 고주파 변환 신호를 2차측에 유도한다. 결합용 변압부(137)는 1차측과 2차측을 전기적으로 절연함으로써 사용자가 플라즈마 챔버를 접촉하는 경우 감전사고를 예방할 수 있다.Combination transformer 137 includes a first coupling transformer 130 and a second coupling transformer 135 . The first coupling transformer 130 induces a first high frequency converted signal of the pulse waveform output from the first high frequency power converter 120 to the secondary side, and the second coupling transformer 135 is a second high frequency power converter ( 125) and induces the second high-frequency converted signal of the pulse waveform output to the secondary side. The coupling transformer 137 electrically insulates the primary side and the secondary side, thereby preventing an electric shock accident when the user touches the plasma chamber.

공진 네트워크(147)는 제1 및 제2 공진기(140, 145)를 포함하고, 제1 및 제2 공진기(140, 145) 각각은 직병렬로 결합된 인덕터와 캐패시터를 구비하고, 결합용 변압부(137)의 2차측에 유도된 고주파 변환 신호로부터 소정의 공진 주파수를 가진 사인파형의 고주파 증폭 신호를 출력한다. 여기서, 제1 공진 네트워크(140)는 제1 고주파 증폭 신호(vR1)를 출력하고, 제2 공진 네트워크(250)는 제2 고주파 증폭 신호(vR2)를 출력한다. 한편, 제1 고주파 증폭 신호(vR1)의 위상과 제2 고주파 증폭 신호(vR2)의 위상은 상호 같거나 다를 수 있다. 여기서, 제1 고주파 증폭 신호(vR1)의 위상과 제2 고주파 증폭 신호(vR2)의 위상이 다르다는 것은 제1 고주파 증폭 신호(vR1)의 위상과 대비하여 제2 고주파 증폭 신호(vR2)의 위상이 뒤지거나 앞설 수 있다. 일실시예에 따르면, 고주파 증폭 신호의 공진 주파수는 13.56MHz일 수 있다.The resonant network 147 includes first and second resonators 140 and 145, and each of the first and second resonators 140 and 145 includes an inductor and a capacitor coupled in series and parallel, and a transformer for coupling. From the high-frequency converted signal induced on the secondary side of (137), a sinusoidal high-frequency amplified signal having a predetermined resonant frequency is output. Here, the first resonance network 140 outputs the first high frequency amplified signal vR1 , and the second resonance network 250 outputs the second high frequency amplified signal vR2 . Meanwhile, the phase of the first amplified high frequency signal vR1 and the phase of the second amplified high frequency signal vR2 may be the same as or different from each other. Here, the difference in the phase of the first high frequency amplified signal vR1 and the second high frequency amplified signal vR2 means that the phase of the second high frequency amplified signal vR2 is different from that of the first high frequency amplified signal vR1. can be behind or ahead. According to an embodiment, the resonance frequency of the high frequency amplified signal may be 13.56 MHz.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 고주파 증폭부는, 도시되지는 않았지만, 변압기를 사용하지 않고 직류 전압으로부터 직접 고주파 증폭 신호를 생성하는 리니어 방식 증폭기로 구현될 수 있다.Also, although not shown, the high frequency amplifier according to another embodiment of the present invention may be implemented as a linear amplifier that directly generates a high frequency amplified signal from a DC voltage without using a transformer.

컴바이너(150)는 3dB 커플러로 구성될 수 있다. 컴바이너(150)는 제1 고주파 증폭 신호(vR1)와 제2 고주파 증폭 신호(vR2)를 결합하여 결합된 고주파 전력 신호를 출력한다. 제1 고주파 증폭 신호(vR1)의 위상이 제2 고주파 증폭 신호(vR2)의 위상보다 90도 앞서면, 고주파 전력 신호는 부하측 터미널(미도시)로 거의 대부분 출력될 수 있다. 제1 고주파 증폭 신호(vR1)의 위상이 제2 고주파 증폭 신호(vR2)의 위상보다 90도 뒤지면, 고주파 전력 신호는 종단 터미널(미도시)로 거의 대부분 출력될 수 있다. 그리고 제1 고주파 증폭 신호(vR1)의 위상과 제2 고주파 증폭 신호(vR2)의 위상이 동일하면, 고주파 전력 신호는 부하측 터미널과 종단 터미널로 절반씩 출력될 수 있다. The combiner 150 may be configured as a 3dB coupler. The combiner 150 combines the first high frequency amplified signal vR1 and the second high frequency amplified signal vR2 to output the combined high frequency power signal. When the phase of the first high frequency amplified signal vR1 is 90 degrees ahead of the phase of the second high frequency amplified signal vR2, the high frequency power signal may be mostly output to a load-side terminal (not shown). When the phase of the first high frequency amplified signal vR1 is 90 degrees behind the phase of the second high frequency amplified signal vR2, the high frequency power signal may be mostly output to the termination terminal (not shown). In addition, when the phase of the first amplified high frequency signal vR1 and the phase of the second amplified high frequency signal vR2 are the same, the high frequency power signal may be output in half to the load-side terminal and the terminal terminal.

이와 같이, 제1 고주파 변환 신호(v1)의 위상과 제2 고주파 변환 신호(v2)의 위상을 제어함으로써 제1 고주파 증폭 신호(vR1)의 위상과 제2 고주파 증폭 신호(vR2)의 위상을 조절할 수 있고, 이에 따라 플라즈마 챔버(180)로 출력되는 고주파 전력 신호의 크기를 조절할 수 있다.In this way, by controlling the phase of the first high frequency converted signal v1 and the phase of the second high frequency converted signal v2, the phase of the first high frequency amplified signal vR1 and the phase of the second high frequency converted signal vR2 are adjusted Accordingly, the magnitude of the high-frequency power signal output to the plasma chamber 180 may be adjusted.

고주파 센서(160)는 컴바이너(150)와 플라즈마 챔버(180) 사이에 배치되고, 컴바이너(150)와 플라즈마 챔버(180) 사이에 흐르는 전기적 신호를 검출하여 전기적 검출 신호를 출력한다. 여기서, 전기적 검출 신호는 검출전류값(Is), 검출전압값(Vs), 컴바이너(150)로부터 플라즈마 챔버(180)로 공급되는 순방향 전력(PFWD), 및 플라즈마 챔버(180)로부터 컴바이너(150)로 반사되는 역방향 전력(PREF) 중 적어도 어느 하나 이상일 수 있다. The high frequency sensor 160 is disposed between the combiner 150 and the plasma chamber 180 , detects an electrical signal flowing between the combiner 150 and the plasma chamber 180 , and outputs an electrical detection signal. Here, the electrical detection signal includes a detection current value Is, a detection voltage value Vs, a forward power supplied from the combiner 150 to the plasma chamber 180 PFWD, and a combine from the plasma chamber 180 . It may be at least one or more of the reverse power PREF reflected to you 150 .

컨트롤러(190)는 외부에서 인가되는 컨트롤 신호(Scon)와 고주파 센서(160)로부터 출력되는 전기적 검출 신호를 이용하여 전압 제어 신호(Vcon), 제1 증폭 제어 신호(Pcon1), 제2 증폭 제어 신호(Pcon2) 및 스위칭 제어 신호(Ssw)를 생성한다.The controller 190 uses a control signal Scon applied from the outside and an electrical detection signal output from the high frequency sensor 160 to generate a voltage control signal Vcon, a first amplification control signal Pcon1, and a second amplification control signal. (Pcon2) and a switching control signal (Ssw) are generated.

스위치(170)는 컨트롤러(190)로부터 출력되는 스위칭 제어 신호(Ssw)에 제어되어 컴바이너(150)로부터 출력되는 고주파 전력 신호를 제1 고주파 전력 출력 신호(SA) 또는 제2 고주파 전력 출력 신호(SB)로 구분하여 출력할 수 있다. 여기서, 본 발명에 따르면, 플라즈마 챔버(180)는 챔버 벽에 접지된다.The switch 170 is controlled by the switching control signal Ssw output from the controller 190 to convert the high frequency power signal output from the combiner 150 to the first high frequency power output signal SA or the second high frequency power output signal. (SB) can be separated and printed. Here, according to the present invention, the plasma chamber 180 is grounded to the chamber wall.

본 발명의 일실시예에 따르면, 스위치(170)는 기계적 스위치로 구현될 수 있다. 스위치(170)는 제1 및 제2 출력 터미널을 가질 수 있다. 예컨대, 스위치(170)는 컨트롤러(190)로부터 출력되는 스위칭 제어 신호(Ssw)를 구동신호로 이용하는 하나의 릴레이에 의해 구현될 수 있다. 릴레이는 A 접점과 B 접점을 가질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the switch 170 may be implemented as a mechanical switch. The switch 170 may have first and second output terminals. For example, the switch 170 may be implemented by a single relay using the switching control signal Ssw output from the controller 190 as a driving signal. A relay may have an A contact and a B contact.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 스위치(170)는 두 개의 전자적 스위치로 구현될 수 있다. 예컨대, 두 개의 전자적 스위치는 컨트롤러(190)로부터 출력되는 스위칭 제어 신호(Ssw)에 제어되어 번갈아 스위칭할 수 있다. 한편, 본 발명에 따르면, 두개의 전자적 스위치에 국한되는 것이 아니라 둘 이상의 전자적 스위치를 사용하여 구현될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명한 사항이므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다. Also, according to another embodiment of the present invention, the switch 170 may be implemented as two electronic switches. For example, the two electronic switches may be controlled by the switching control signal Ssw output from the controller 190 to alternately switch. Meanwhile, according to the present invention, since it is obvious to those skilled in the art that it is not limited to two electronic switches and can be implemented using two or more electronic switches, a detailed description thereof will be omitted.

한편, 도시되지는 않았지만, 스위치(170)와 플라즈마 챔버의 상측 전극 사이에 제1 임피던스 매칭 유닛이 배열되고, 스위치(170)와 플라즈마 챔버의 하측 전극 사이에 제2 임피던스 매칭 유닛이 배열된다. Meanwhile, although not shown, a first impedance matching unit is arranged between the switch 170 and an upper electrode of the plasma chamber, and a second impedance matching unit is arranged between the switch 170 and a lower electrode of the plasma chamber.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이중 출력 감시 회로도이다.3 is a circuit diagram of dual output monitoring according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따른 이중 출력 감시 회로는, 릴레이부(210), 고주파 전력 검출부(220, 225), 임피던스 매칭부(230, 235), 역방향 신호 차단부(240, 245), 잡음 간섭 제거부(250), 및 비교부(260, 265)를 포함한다. 여기서, 릴레이부(210)는 도 2에 도시된 스위치(170)의 일실시예이다.The dual output monitoring circuit according to an embodiment of the present invention includes a relay unit 210, a high frequency power detection unit 220, 225, an impedance matching unit 230, 235, a reverse signal blocking unit 240, 245, a noise interference It includes a removal unit 250 and comparison units 260 and 265 . Here, the relay unit 210 is an embodiment of the switch 170 shown in FIG. 2 .

릴레이부(210)는 컨트롤러(190)로부터 출력되는 스위칭 제어 신호(Ssw)에 제어되어, A 접점을 통해 제1 고주파 전력 출력 신호(SA)를, B 접점을 통해 제2 고주파 전력 출력 신호(SB)를 출력한다.The relay unit 210 is controlled by the switching control signal Ssw output from the controller 190 to transmit the first high frequency power output signal SA through the A contact and the second high frequency power output signal SB through the B contact. ) is output.

고주파 전력 검출부(220, 225)는 릴레이부(210)로부터 출력되는 개별 고주파 전력을 검출한다. 고주파 전력 검출부(220, 225)는 릴레이부(210)의 A 접점에 연결되는 제1 고주파 전력 검출기(220)와, 릴레이부(210)의 B 접점에 연결되는 제2 고주파 전력 검출기(225)를 포함한다. 제1 고주파 전력 검출기(220)는 릴레이부(210)의 A 접점에 연결되는 제1 마이크로 스트립 트랜스포머를 사용하고, 제1 마이크로 스트랩 트랜스포머의 2차 측에서 제1 고주파 전력 출력 신호(SA)의 고주파 전력을 검출하여 제1 고주파 전력 검출 신호를 출력한다. 제2 고주파 전력 검출기(225)는 릴레이부(210)의 B 접점에 연결되는 제2 마이크로 스트립 트랜스포머를 사용하고, 제2 마이크로 스트랩 트랜스포머의 2차 측에서 제2 고주파 전력 출력 신호(SB)의 고주파 전력을 검출하여 제2 고주파 전력 검출 신호를 출력한다. The high frequency power detection units 220 and 225 detect individual high frequency power output from the relay unit 210 . The high frequency power detection units 220 and 225 include a first high frequency power detector 220 connected to the A contact of the relay unit 210 and a second high frequency power detector 225 connected to the B contact of the relay unit 210 . include The first high frequency power detector 220 uses a first microstrip transformer connected to the A contact of the relay unit 210, and the high frequency of the first high frequency power output signal SA from the secondary side of the first microstrip transformer The power is detected and a first high frequency power detection signal is output. The second high frequency power detector 225 uses a second microstrip transformer connected to the B contact of the relay unit 210 , and the high frequency of the second high frequency power output signal SB from the secondary side of the second microstrip transformer The power is detected and a second high frequency power detection signal is output.

임피던스 매칭부(230, 235)는 고주파 전력 검출부(220, 225)와 비교부(260) 사이에 배치되고, 고주파 전력 검출부(220, 225)와 비교부(260)의 임피던스를 매칭한다. 임피던스 매칭부(230, 235)는 제1 임피던스 매처(230)와 제2 임피던스 매처(235)를 포함한다. 제1 임피던스 매처(230)는 제1 고주파 전력 검출기(220)의 출력측과 접지 사이에 배치되는 저항 및 캐패시터를 포함하고, 제1 고주파 전력 검출기(220)와 제1 비교기(260) 사이의 임피던스를 매칭한다. 제2 임피던스 매처(235)는 제2 고주파 전력 검출기(225)의 출력측과 접지 사이에 배치되는 저항 및 캐패시터를 포함하고, 제2 고주파 전력 검출기(225)과 제2 비교부(265) 사이의 임피던스를 매칭한다. The impedance matching units 230 and 235 are disposed between the high frequency power detection units 220 and 225 and the comparator 260 , and match the impedances of the high frequency power detection units 220 and 225 and the comparison unit 260 . The impedance matching units 230 and 235 include a first impedance matcher 230 and a second impedance matcher 235 . The first impedance matcher 230 includes a resistor and a capacitor disposed between the output side of the first high frequency power detector 220 and the ground, and compares the impedance between the first high frequency power detector 220 and the first comparator 260 . match The second impedance matcher 235 includes a resistor and a capacitor disposed between the output side of the second high frequency power detector 225 and the ground, and the impedance between the second high frequency power detector 225 and the second comparator 265 . match

역방향 신호 차단부(240, 245)는 제1 및 제2 임피던스 매처(230, 235)와 각각 순방향으로 연결되는 제1 일방향 소자(240) 및 제2 일방향 소자(245)를 포함하고, 고주파 전력 검출부(220, 225)로부터 출력되는 개별 고주파 전력 검출 신호를 후단의 비교부(260, 265) 측으로 통과시키고, 역방향으로 흘러드는 신호를 차단한다. 여기서, 제1 일방향 소자(240) 및 제2 일방향 소자(245)는 다이오드로 구현될 수 있다.The reverse signal blocking units 240 and 245 include a first one-way element 240 and a second one-way element 245 connected in a forward direction to the first and second impedance matchers 230 and 235, respectively, and a high-frequency power detection unit The individual high-frequency power detection signals output from 220 and 225 are passed to the comparison units 260 and 265 at the rear end, and signals flowing in the reverse direction are blocked. Here, the first unidirectional element 240 and the second unidirectional element 245 may be implemented as diodes.

잡음 간섭 제거부(250)는 각각 제1 일방향 소자(240) 및 제2 일방향 소자(245)의 출력단으로부터 기준전압(Vref)이 제공되는 기준전압 터미널측으로 순방향 결합되는 제3 일방향 소자(251) 및 제4 일방향 소자(253)를 포함한다. 여기서, 제3 일방향 소자(251) 및 제4 일방향 소자(253)는 순방향 전압 강하를 가지는 소자로, 예컨대, 다이오드일 수 있다. 제1 일방향 소자(240)의 출력 전압(Va)이 제3 일방향 소자(251)의 애노드 단자에 인가되면, 제3 일방향 소자(251)의 캐소드 단자에 인가되는 기준 전압(Vref)은 제1 일방향 소자(240)의 출력 전압(Va)보다 순방향 전압 강하분만큼 낮은 전위를 가진다. The noise interference removing unit 250 includes a third one-way element 251 that is forward coupled from the output terminals of the first one-way element 240 and the second one-way element 245 to the reference voltage terminal to which the reference voltage Vref is provided, and A fourth one-way element 253 is included. Here, the third one-way element 251 and the fourth one-way element 253 are elements having a forward voltage drop, and may be, for example, diodes. When the output voltage Va of the first one-way element 240 is applied to the anode terminal of the third one-way element 251, the reference voltage Vref applied to the cathode terminal of the third one-way element 251 is It has a potential lower than the output voltage Va of the device 240 by a forward voltage drop.

비교부(260, 265)는 제1 비교기(260) 및 제2 비교기(265)를 포함한다. 제1 비교기(260)는 제1 일방향 소자(240)의 출력 전압과 기준전압(Vref)를 비교하여 제1 비교신호(V1)를 출력한다. 즉, 제1 일방향 소자(240)의 출력 전압이 기준전압(Vref)보다 높으면 "H"레벨의 비교신호(Vo)를 출력한다. 제2 비교기(265)는 제2 일방향 소자(245)의 출력 전압과 기준전압(Vref)를 비교하여 제2 비교신호(V2)를 출력한다. 즉, 제2 일방향 소자(245)의 출력 전압이 기준전압(Vref)보다 높으면 "H"레벨의 비교신호(Vo)를 출력한다. The comparators 260 and 265 include a first comparator 260 and a second comparator 265 . The first comparator 260 compares the output voltage of the first unidirectional element 240 with the reference voltage Vref to output a first comparison signal V1. That is, when the output voltage of the first unidirectional element 240 is higher than the reference voltage Vref, the comparison signal Vo of "H" level is output. The second comparator 265 compares the output voltage of the second one-way element 245 with the reference voltage Vref to output a second comparison signal V2. That is, when the output voltage of the second one-way element 245 is higher than the reference voltage Vref, the comparison signal Vo of "H" level is output.

그런데 부하 임피던스의 변화나 신호의 간섭 등 다양한 요인으로 인해 제1 일방향 소자(240)의 출력(Va) 또는 제2 일방향 소자(245)의 출력(Vb)에 불원의 잡음 전압이 포함될 수 있다. However, an unwanted noise voltage may be included in the output Va of the first unidirectional element 240 or the output Vb of the second unidirectional element 245 due to various factors such as a change in load impedance or signal interference.

도 4는 고정 기준 전압을 가진 경우의 각부 파형도로서, 기준 전압의 레벨이 고정된 경우이다. 이와 같이 기준 전압(Vref)의 레벨이 고정된 경우라면, 제1 일방향 소자(240)의 출력 전압(Va)이 기준전압(Vref)보다 높아 "H"레벨의 제1 비교신호(V1)가 출력되는 한편, 제2 일방향 소자(245)의 출력 전압(Vb)도 기준전압(Vref)보다 높은 순간 "H"레벨의 제2 비교신호(V2)가 출력된다. 이에 따라 릴레이 동작을 검출하는 데에 에러가 발생하게 된다.4 is a waveform diagram of each part in the case of having a fixed reference voltage, when the level of the reference voltage is fixed. As such, when the level of the reference voltage Vref is fixed, the output voltage Va of the first unidirectional element 240 is higher than the reference voltage Vref, so that the first comparison signal V1 of “H” level is output Meanwhile, the second comparison signal V2 of “H” level is output at an instant when the output voltage Vb of the second unidirectional element 245 is also higher than the reference voltage Vref. Accordingly, an error occurs in detecting the relay operation.

이에 본 발명의 일실시예에 따른 이중 출력 감시 회로는, 도 3에 도시된 바와 같은 구성으로 된 잡음 간섭 제거부(250)를 구비함으로써 릴레이 동작 검출시 에러를 방지할 수 있다. Accordingly, the dual output monitoring circuit according to an embodiment of the present invention can prevent an error when detecting a relay operation by having the noise interference removing unit 250 configured as shown in FIG. 3 .

도 5는 변동 기준 전압을 가진 경우의 각부 파형도로서, 제1 일방향 소자(240) 및 제2 일방향 소자(245)의 출력 전압이 없는 경우, 기준 전압(Vref)은 소정 레벨을 유지한다. 이후 제1 일방향 소자(240)의 출력 전압(Va)이 소정 전위로 상승하면, 기준 전압(Vref)은 제3 일방향 소자(251)의 영향으로 제1 일방향 소자(240)의 출력 전압(Va)보다 순방향 전압 강하분만큼 낮은 전위로 상승한다.5 is a waveform diagram of each part in the case of having a variable reference voltage. When there is no output voltage of the first one-way element 240 and the second one-way element 245, the reference voltage Vref maintains a predetermined level. Afterwards, when the output voltage Va of the first unidirectional element 240 rises to a predetermined potential, the reference voltage Vref becomes the output voltage Va of the first unidirectional element 240 under the influence of the third unidirectional element 251 . It rises to a lower potential by the more forward voltage drop.

이때에는 제2 일방향 소자(245)의 출력(Vb)에 잡음 전압이 삽입되더라도 기준 전압(Vref) 레벨이 상승한 상태이므로 제2 비교기(265)의 출력(V2)은 "L"레벨 상태를 유지할 수 있다. In this case, even if the noise voltage is inserted into the output Vb of the second unidirectional element 245, the reference voltage Vref level is in a state in which the level of the reference voltage Vref is increased, so the output V2 of the second comparator 265 can maintain the “L” level state. there is.

도 6은 출력 전압 증가에 따른 기준 전압 증가 파형도로서, 제1 일방향 소자(240)의 출력 전압(Va)이 상승하는 경우, 기준 전압(Vref)도 순방향 전압 강하분만큼의 전위차를 유지한 채 상승한다. 6 is a waveform diagram showing a reference voltage increase according to an increase in the output voltage. When the output voltage Va of the first unidirectional element 240 increases, the reference voltage Vref also maintains a potential difference equal to the forward voltage drop. rises

상기한 바와 같은 실시 예들은 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.Although the above-described embodiments have been described with reference to the limited drawings, a person skilled in the art may apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques are performed in an order different from the described method, and/or the described components of the system, structure, apparatus, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components Or substituted or substituted by equivalents may achieve an appropriate result.

본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The embodiments described in this specification and the accompanying drawings are merely illustrative of some of the technical ideas included in the present invention. Accordingly, since the embodiments disclosed in the present specification are for explanation rather than limitation of the technical spirit of the present invention, it is obvious that the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. Modifications and specific embodiments that can be easily inferred by those skilled in the art within the scope of the technical spirit included in the specification and drawings of the present invention should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

110: AC-DC 변환부
115: 평활부
120, 125: 고주파 전력 증폭부
130, 135: 결합용 변압부
140, 145: 공진 네트워크
150: 컴바이너
160: 고주파 센서
170: 스위치
180: 플라즈마 챔버
190: 컨트롤러
210: 릴레이부
220, 225: 고주파 전력 검출부
230, 235: 임피던스 매칭부
240, 245: 역방향 신호 차단부
250: 잡음 간섭 제거부
260, 265: 비교부
110: AC-DC conversion unit
115: smooth part
120, 125: high-frequency power amplification unit
130, 135: a transformer for coupling
140, 145: resonant network
150: combiner
160: high frequency sensor
170: switch
180: plasma chamber
190: controller
210: relay unit
220, 225: high-frequency power detection unit
230, 235: impedance matching unit
240, 245: reverse signal blocking unit
250: noise interference cancellation unit
260, 265: comparison unit

Claims (5)

소정 레벨의 직류 전압을 증폭하여 제1 및 제2 고주파 증폭 신호를 출력하도록 구성된 고주파 증폭부; 상기 제1 고주파 증폭 신호와 상기 제2 고주파 증폭 신호를 결합하여 고주파 전력 신호를 출력하도록 구성된 컴바이너; 상기 컴바이너의 출력측에 배치되고, 상기 컴바이너의 출력측에 흐르는 전기적 신호를 검출하여 전기적 검출 신호를 출력하도록 구성된 고주파 센서; 외부에서 인가되는 컨트롤 신호와 상기 전기적 검출 신호를 이용하여 스위칭 제어 신호를 출력하도록 구성된 컨트롤러; 상기 컴바이너와 플라즈마 챔버 사이에 배치되고, 상기 스위칭 제어 신호에 제어되어 상기 고주파 전력 신호를 제1 및 제2 출력 터미널에 제공하도록 구성된 스위치; 및 상기 스위치의 상기 제1 및 제2 출력 터미널에 각각 제공되는 제1 및 제2 고주파 전력 출력 신호를 검출하여 상기 스위치의 동작 상태를 감시하도록 구성된 상태 감시부를 포함하고,
상기 상태 감시부는, 상기 제1 및 제2 고주파 전력 출력 신호로부터 각각 제1 및 제2 고주파 전력을 검출하여 각각 제1 및 제2 고주파 전력 검출 신호를 출력하는 제1 및 제2 고주파 전력 검출기; 상기 제1 및 제2 고주파 전력 검출기와 후단의 제1 및 제2 비교기 사이의 임피던스를 각각 매칭하도록 구성된 제1 및 제2 임피던스 매처; 상기 제1 및 제2 고주파 전력 검출 신호를 후단의 제1 및 제2 비교기측으로 일방향으로 통과시키도록 구성된 제1 및 제2 일방향 소자를 포함하는 역방향 신호 차단부; 상기 제1 및 제2 일방향 소자로부터 기준 전압이 제공되는 기준 전압 터미널 측으로 각각 순방향 결합되는 제3 및 제4 일방향 소자를 포함하는 잡음 간섭 제거부; 및 상기 제1 일방향 소자의 출력 전압과 상기 기준 전압을 비교하는 제1 비교기와, 상기 제2 일방향 소자의 출력 전압과 상기 기준 전압을 비교하는 제2 비교기를 포함하는 비교부
를 포함하는 이중 출력 감시 기능을 가진 고주파 제너레이터.
a high frequency amplifier configured to amplify a DC voltage of a predetermined level and output first and second high frequency amplified signals; a combiner configured to output a high frequency power signal by combining the first high frequency amplified signal and the second high frequency amplified signal; a high-frequency sensor disposed on the output side of the combiner, configured to detect an electrical signal flowing to the output side of the combiner and output an electrical detection signal; a controller configured to output a switching control signal using an externally applied control signal and the electrical detection signal; a switch disposed between the combiner and the plasma chamber and controlled by the switching control signal to provide the high frequency power signal to first and second output terminals; and a state monitoring unit configured to monitor an operating state of the switch by detecting first and second high frequency power output signals respectively provided to the first and second output terminals of the switch;
The state monitoring unit may include: first and second high frequency power detectors for detecting first and second high frequency power from the first and second high frequency power output signals, respectively, and outputting first and second high frequency power detection signals, respectively; first and second impedance matchers configured to respectively match impedances between the first and second high frequency power detectors and the first and second comparators at the rear end; a reverse signal blocking unit including first and second unidirectional elements configured to pass the first and second high frequency power detection signals in one direction toward the first and second comparators at the rear end; a noise interference removing unit including third and fourth one-way elements each forward coupled from the first and second one-way elements to a reference voltage terminal to which a reference voltage is provided; and a first comparator comparing the output voltage of the first one-way element with the reference voltage, and a second comparator comparing the output voltage of the second one-way element with the reference voltage.
A high-frequency generator with dual output monitoring that includes
청구항 1에 있어서,
상기 스위치는 기계적 스위치 또는 전자적 스위치로 구현되고, 상기 스위치의 제1 및 제2 출력 터미널을 통해 출력되는 상기 제1 및 제2 고주파 전력 출력 신호는 각각 상기 플라즈마 챔버의 상측 또는 하측 전극에 번갈아 공급되는 것을 특징으로 하는 이중 출력 감시 기능을 가진 고주파 제너레이터.
The method according to claim 1,
The switch is implemented as a mechanical switch or an electronic switch, and the first and second high frequency power output signals output through the first and second output terminals of the switch are alternately supplied to upper and lower electrodes of the plasma chamber, respectively High frequency generator with dual output monitoring function, characterized in that.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 제1 및 제2 고주파 전력 검출기는, 상기 스위치의 제1 출력 터미널에 연결되는 제1 마이크로 스트립 트랜스포머와, 상기 스위치의 제2 출력 터미널에 연결되는 제2 마이크로 스트립 트랜스포머를 포함하는 이중 출력 감시 기능을 가진 고주파 제너레이터.
The method according to claim 1,
The first and second high frequency power detectors include a first microstrip transformer connected to a first output terminal of the switch, and a second microstrip transformer connected to a second output terminal of the switch. A high-frequency generator with
청구항 4에 있어서,
제1 내지 제4 일방향 소자는 다이오드인 것을 특징으로 하는 이중 출력 감시 기능을 가진 고주파 제너레이터.
5. The method according to claim 4,
A high frequency generator with a dual output monitoring function, characterized in that the first to fourth one-way elements are diodes.
KR1020200045897A 2020-04-16 2020-04-16 Radio frequency generator capable of monitoring dual outputs KR102369880B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200045897A KR102369880B1 (en) 2020-04-16 2020-04-16 Radio frequency generator capable of monitoring dual outputs
CN202010742873.5A CN113539773B (en) 2020-04-16 2020-07-29 High frequency generator with dual output and driving method thereof
US16/943,246 US11189471B2 (en) 2020-04-16 2020-07-30 High frequency generator having dual outputs and its driving method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200045897A KR102369880B1 (en) 2020-04-16 2020-04-16 Radio frequency generator capable of monitoring dual outputs

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210128120A KR20210128120A (en) 2021-10-26
KR102369880B1 true KR102369880B1 (en) 2022-03-03

Family

ID=78268606

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200045897A KR102369880B1 (en) 2020-04-16 2020-04-16 Radio frequency generator capable of monitoring dual outputs

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102369880B1 (en)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1783904B1 (en) 2005-10-17 2008-04-16 HÜTTINGER Elektronik GmbH + Co. KG HF plasma supply system
JP6356516B2 (en) * 2014-07-22 2018-07-11 東芝メモリ株式会社 Plasma processing apparatus and plasma processing method
CN112787536A (en) * 2014-12-12 2021-05-11 株式会社达谊恒 High frequency power supply

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210128120A (en) 2021-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8089255B2 (en) Power factor correction power supply unit, and control circuit and control method used in the same
US8350548B2 (en) Frequency control circuit and method for a non-constant frequency voltage regulator
US6914794B2 (en) Power conversion device
WO2012026186A1 (en) Leakage current reduction device
JP4805170B2 (en) High frequency power supply
US11189471B2 (en) High frequency generator having dual outputs and its driving method
KR102369880B1 (en) Radio frequency generator capable of monitoring dual outputs
JP4757631B2 (en) Variable frequency amplifier
CN112042100B (en) Power conversion device
KR102143178B1 (en) Plasma power apparatus with rapid response to load variations and its control method
KR102381756B1 (en) Radio frequency generator with dual outputs
KR101748727B1 (en) Leakage current detector
WO2018214470A1 (en) Current equalization circuit, array circuit and multi-phase converter
JP2008289240A (en) Active filter device and power conversion equipment
US20120158331A1 (en) Power Input Efficiency Measurement Method
US11899073B2 (en) High-precision impedance measurement device
JPH07131094A (en) Malfunction detector by phase detection of high-frequency power source for laser oscillator
US20230344339A1 (en) Modulation power supply device
KR100428241B1 (en) digital amplifier
KR20230071354A (en) Radio frequency pulse power apparatus and its operating mehtod
JP5523499B2 (en) Power converter
KR20230073918A (en) Auto frequency tuning apparatus using impedance table, plasma power apparatus including it and auto frequency tuning mehtod
KR20230072808A (en) Rf generator system and its operating method
CN118336847A (en) Vehicle battery output system and driving method thereof
JP4979996B2 (en) Amplifier having discharge determination function

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right