KR102511063B1 - 출력 안정화 장치를 구비한 플라즈마 발생용 고주파 전력 공급 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마 부하의 임피던스가 급변하는 점화(Ignition) 상태 또는 미스매칭(Mismatching) 상태에서 반사파가 유입될 때 출력을 안정화시켜 고주파 전력 공급 장치의 부품 파괴 현상을 방지할 수 있는 출력 안정화 장치를 구비한 플라즈마 발생용 고주파 전력 공급 장치에 관한 것으로서, 플라즈마 부하 장치에 고주파 전원을 공급하는 플라즈마 발생용 고주파 전력 공급 장치에 있어서, 상기 고주파 전원을 생성하는 고주파 발생부; 상기 고주파 전원을 소정 위상을 갖는 복수의 고주파 전원으로 변환하여 분배하는 신호 분배부; 상기 신호 분배부의 출력단에 연결되며 상기 고주파 전원을 증폭하여 출력하는 복수의 고주파 증폭부; 및 적어도 2개의 상기 고주파 증폭부의 출력을 입력받아 결합하며, 결합된 전력 중 일부는 상기 플라즈마 부하 장치로 출력하고 잔여 전력은 자체적으로 구비한 종단 저항을 통해 소비하는 출력 안정화 장치를 포함한다.
본 발명에 따르면, 플라즈마 부하의 임피던스가 급변하는 점화(Ignition) 상태 또는 임피던스 부정합(Mismatching) 상태에서 고주파 출력 중 상당 부분의 전력을 종단 저항을 이용하여 소비시킴으로써, 플라즈마 부하 급변 시나 미스매칭 시에 반사파 전력을 상쇄시킬 수 있고, 반사파 전력에 의해 전력 증폭기의 주요 구성품인 반도체 스위칭 소자 등의 부품이 손상되는 것을 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

출력 안정화 장치를 구비한 플라즈마 발생용 고주파 전력 공급 장치{HIGH FREQUENCY POWER SUPPLY APPARATUS FOR PLASMA GENERATION WITH OUTPUT STABILIZATION DEVICE}
본 발명은 플라즈마 부하의 임피던스가 급변하는 점화(Ignition) 상태 또는 미스매칭(Mismatching) 상태에서 반사파가 유입될 때 출력을 안정화시켜 고주파 전력 공급 장치의 부품 파괴 현상을 방지할 수 있는 출력 안정화 장치를 구비한 플라즈마 발생용 고주파 전력 공급 장치에 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.
플라즈마 방전을 위하여, 플라즈마 부하 장치(예컨대, 프로세스 챔버와 같은)에 고주파 전원을 공급하는 고주파 전력 공급 장치가 사용된다. 고주파 전력 공급 장치는 고주파로 발진되는 RF Generator이며, RF Generator에서 발생된 고주파 전원은 임피던스 정합 장치(Matching Box) 또는 케이블을 통해 플라즈마 부하 장치로 전달된다. 임피던스 정합 장치는 고주파 전력 공급 장치의 출력단 임피던스와 프로세싱 챔버의 임피던스를 정합시켜 프로세싱 챔버로 원하는 고주파 전원이 인가되도록 한다. 이때, 프로세싱 챔버는 공정의 종류나 내부 환경 변화에 의하여 임피던스가 고정되지 않고 변화되는 부하이므로, 고주파 전력 공급 장치의 발진 주파수를 제어하거나 임피던스 정합 장치에서 임피던스를 변경하여 전원단과 부하 간의 임피던스 정합 상태를 유지시킬 필요가 있다.
만약, 전원단과 부하 간의 임피던스가 일치하지 않는 부정합(Mismatching) 상태가 소정 기간 유지되거나 점화(Ignition) 단계 등과 같이 부하가 급변하는 환경이 발생되면, 부하측으로부터 반사파가 유입되어 고주파 전력 공급 장치를 구성하는 부품들의 손상이 야기될 수 있다. 따라서 대부분의 고주파 전력 공급 장치들은 이러한 반사파를 차단하기 위한 대응책을 구비하고 있다.
한편, 대한민국 특허등록 제10-1124789호, "진공장치용 이상 방전 억제장치"는 전력 지령치와 전력 피드백치의 편차에 기초하여 고주파 전원을 제어하는 전력 제어부와, 플라즈마 반응실 내의 이상 방전의 검출에 기초하여 고주파 전원으로부터 플라즈마 반응실에 전력 공급을 차단하는 차단 제어부를 구비한다. 위 선행문헌은 이그니션 동작에서는 반사파가 검출되어도(즉, 아크가 검출되어도) 강제로 파워 스트라이킹 동작을 유지함으로써 안정적인 점화 동작을 목적으로 하고 있는데, 이는 다음과 같은 문제를 발생시킨다.
위와 같은 강제적인 파워 스트라이킹 동작은, 점화 단계에서의 매칭 불안정 현상으로 인해 반사파가 발생되고, 이 반사파가 전원 장치 측으로 역 진입하여 전력 증폭기의 중요 소자인 FET 등의 반도체 스위칭소자를 파괴시킬 수 있다.
이를 방지하기 위해서는 전달되는 전력량을 조절해야 하는데, 전력 지령치와 피드백 값의 편차에 기초하는 제어 방식에서는 반사파가 발생된 이후에 전력을 조절하는 구조이므로, 반사파 전력에 대한 즉각적인 대응이 이루어지기 어렵다는 문제가 있다.
대한민국 특허등록 제10-1124789호
본 발명은 플라즈마 부하의 임피던스가 급변하는 점화(Ignition) 상태 또는 임피던스 부정합(Mismatching) 상태에서 반사파가 유입될 때, 고주파 출력 중 일부를 종단 저항을 이용하여 소비시킴으로써 반사파 전력을 상쇄시켜 반사파 전력에 의해 전력 증폭기 등의 주요 부품이 손상되는 것을 방지할 수 있도록 하는 출력 안정화 장치를 구비한 플라즈마 발생용 고주파 전력 공급 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 출력 안정화 장치를 구비한 플라즈마 발생용 고주파 전력 공급 장치는, 플라즈마 부하 장치에 고주파 전원을 공급하는 플라즈마 발생용 고주파 전력 공급 장치에 있어서, 상기 고주파 전원을 생성하는 고주파 발생부; 상기 고주파 전원을 소정 위상을 갖는 복수의 고주파 전원으로 변환하여 분배하는 신호 분배부; 상기 신호 분배부의 출력단에 연결되며 상기 고주파 전원을 증폭하여 출력하는 복수의 고주파 증폭부; 및 적어도 2개의 상기 고주파 증폭부의 출력을 입력받아 결합하며, 결합된 전력 중 일부는 상기 플라즈마 부하 장치로 출력하고 잔여 전력은 자체적으로 구비한 종단 저항을 통해 소비하는 출력 안정화 장치를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 출력 안정화 장치를 구비한 플라즈마 발생용 고주파 전력 공급 장치는, 상기 고주파 증폭부 각각은, 상기 신호 분배부로부터 제1 위상의 고주파 전원을 입력받아 증폭하여 출력하는 제1 전력 증폭기와, 상기 신호 분배부로부터 상기 제1 위상과 180도의 위상차를 갖는 제2 위상의 고주파 전원을 입력받아 증폭하여 출력하는 제2 전력 증폭기와, 상기 제1 전력 증폭기의 출력과 상기 제2 전력 증폭기의 출력을 결합하여 출력하는 결합기를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 출력 안정화 장치를 구비한 플라즈마 발생용 고주파 전력 공급 장치는, 상기 고주파 증폭부 중 어느 하나는 제3 위상의 고주파 출력을 상기 출력 안정화 장치의 제1 입력 포트에 전달하며, 상기 고주파 증폭부 중 다른 하나는 상기 제3 위상과 90도의 위상차를 갖는 제4 위상의 고주파 출력을 상기 출력 안정화 장치의 제2 입력 포트에 전달한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 출력 안정화 장치를 구비한 플라즈마 발생용 고주파 전력 공급 장치는, 상기 출력 안정화 장치는 상기 고주파 증폭부 중 어느 하나로부터 고주파 전원을 입력받는 제1 포트와, 상기 고주파 증폭부 중 다른 하나로부터 고주파 전원을 입력받은 제4 포트와, 상기 플라즈마 부하 장치로 결합된 전력 중 일부를 출력하는 제3 포트와, 상기 종단 저항으로 결합된 전력 중 잔여 전력을 출력하는 제2 포트를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 출력 안정화 장치를 구비한 플라즈마 발생용 고주파 전력 공급 장치는, 상기 출력 안정화 장치는 상기 제1 포트와 상기 제3 포트 사이에 배치되는 제1 인덕터와, 코어에 의해 상기 제1 인덕터와는 절연된 상태로 배치되며 상기 제2 포트와 상기 제4 포트 사이에 배치되는 제2 인덕터와, 상기 제1 포트와 상기 제2 포트 사이에 배치되는 제1 커패시터와, 상기 제3 포트와 상기 제4 포트 사이에 배치되는 제2 커패시터를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 출력 안정화 장치를 구비한 플라즈마 발생용 고주파 전력 공급 장치는, 상기 출력 안정화 장치는 제1 기판 층, 제2 기판 층, 제3 기판 층, 및 제4 기판 층이 순차로 적층되는 4층 기판으로 구성되며, 각각의 기판 층에는 동일한 전류 방향을 갖는 도전체가 식각되어 패턴부가 형성되며, 상기 제1 기판 층의 패턴부 타단부와 상기 제4 기판 층의 패턴부 일단부가 상호 접속되어 상기 제1 인덕터를 구성하고, 상기 제2 기판 층의 패턴부 타단부와 상기 제3 기판 층의 일단부가 상호 접속되어 상기 제2 인덕터를 구성한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 출력 안정화 장치를 구비한 플라즈마 발생용 고주파 전력 공급 장치는, 상기 제1 커패시터는 상기 제1 기판 층에 형성되는 패턴부와 상기 제2 기판 층에 형성되는 패턴부가 중첩되어 대향되는 영역에서 형성되는 기생 커패시턴스에 의해 생성되며, 상기 제2 커패시터는 상기 제3 기판 층에 형성되는 패턴부와 상기 제4 기판 층에 형성되는 패턴부가 중첩되어 대향되는 영역에서 형성되는 기생 커패시턴스에 의해 생성된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 출력 안정화 장치를 구비한 플라즈마 발생용 고주파 전력 공급 장치는, 상기 출력 안정화 장치는 중앙이 개구된 개구부를 형성하는 복수의 절연기판이 복수개 적층되어 형성된 다층 기판으로 구성되며, 상기 절연기판 각각에는 상기 개구부의 둘레를 따라 도전성의 패턴부가 형성되어 입력단과 출력단 사이의 인덕터를 구성하며, 상기 패턴부를 감싸도록 상기 개구부를 관통하는 코어가 설치된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 출력 안정화 장치를 구비한 플라즈마 발생용 고주파 전력 공급 장치는, 상기 코어의 상면에는 제1 써멀 페이스트를 매개로 상부 방열기판이 연결되도록 설치되며, 상기 코어의 하면에는 제2 써멀 페이스트를 매개로 하부 방열기판이 연결되도록 설치된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 출력 안정화 장치를 구비한 플라즈마 발생용 고주파 전력 공급 장치는, 상기 하부 방열기판은 일측으로 냉각수가 유입되며 타측으로 냉각수가 유출되는 수냉식 방열기판이며, 상기 절연기판과 상기 하부 방열기판 사이에는 AIN, SiC, Si3N4, Al2O3 중 어느 하나 또는 둘 이상이 조합된 부재로 형성되는 열전달 컬럼이 설치된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 출력 안정화 장치를 구비한 플라즈마 발생용 고주파 전력 공급 장치는, 상기 출력 안정화 장치는 어느 하나의 입력단과 상기 종단 저항에 연결되는 출력단 사이에 병렬 연결되는 복수개의 종단 라인 커패시터로 구성되는 제1 커패시터 그룹과, 상기 종단 라인 커패시터 각각의 회로적 연결을 스위칭하는 종단 라인 커패시턴스 가변 스위치와, 다른 하나의 입력단과 상기 플라즈마 부하 장치로에 연결되는 출력단 사이에 병렬 연결되는 복수개의 부하 라인 커패시터로 구성되는 제2 커패시터 그룹과, 상기 부하 라인 커패시터 각각의 회로적 연결을 스위칭하는 부하 라인 커패시턴스 가변 스위치를 포함한다.
본 발명의 출력 안정화 장치를 구비한 플라즈마 발생용 고주파 전력 공급 장치에 따르면, 플라즈마 부하의 임피던스가 급변하는 점화(Ignition) 상태 또는 임피던스 부정합(Mismatching) 상태에서 고주파 출력 중 상당 부분의 전력을 종단 저항을 이용하여 소비시킴으로써, 플라즈마 부하 급변 시나 미스매칭 시에 반사파 전력을 상쇄시킬 수 있고, 반사파 전력에 의해 전력 증폭기의 주요 구성품인 반도체 스위칭 소자 등의 부품이 손상되는 것을 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 출력 안정화 장치를 구비한 플라즈마 발생용 고주파 전력 공급 장치를 예시한 블록도,
도 2는 본 발명에서 고주파 증폭부와 출력 안정화 장치에 입력되는 고주파 신호의 위상차를 예시한 블록도,
도 3은 본 발명에서 출력 안정화 장치에서 반사파에 의한 전력을 소비하는 과정을 예시한 회로도,
도 4는 본 발명에서 출력 안정화 장치의 등가 회로도를 보인 도면,
도 5는 본 발명에서 출력 안정화 장치가 다층 회로기판으로 구성되는 예를 보인 분해도,
도 6은 본 발명에서 고주파 전력 공급 장치의 주파수 변경에 따른 출력 안정화 장치의 인덕턴스 변경 예를 보인 도면,
도 7은 본 발명에서 코어의 방열 구조를 예시한 측단면도,
도 8은 본 발명에서 코어에 냉각 자켓이 결합된 상태를 예시한 측단면도, 및
도 9는 본 발명에서 고주파 전력 공급 장치의 주파수 변경에 따른 출력 안정화 장치의 커패시턴스 변경 예를 보인 도면이다.
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 1은 본 발명에 따른 출력 안정화 장치를 구비한 플라즈마 발생용 고주파 전력 공급 장치를 예시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 고주파 전력 공급 장치(100)는 플라즈마 부하 장치(300)에 고주파 전력을 공급하는 장치로서, 고주파 발생부(110)와, 신호 분배부(120)와, 고주파 증폭부(130)와, 출력 안정화 장치(140)와, 전력 결합부(150)와, 필터 모듈(160)과, 검출 모듈(170)로 구성된다. 고주파 전력 공급 장치(100)와 플라즈마 부하 장치(300)의 사이에는 부하 측의 임피던스 변화에 따라 전원 측의 임피던스를 가변시켜 고주파 전원을 공급하기 위한 임피던스 정합 장치(200)가 더 구비될 수 있다. 임피던스 정합 장치(200)는 케이블로 대체될 수도 있다.
고주파 발생부(110)는 플라즈마 발생을 위한 고주파 전원을 생성한다. 고주파 발생부(110)는 교류 전원을 수용하여 직류 전원으로 변환하는 전력 변환기와, 고주파 전원 생성을 위해 소정 주파수로 발진하는 발진기와, 전원의 파형을 생성하기 위한 파형 합성기 등을 포함할 수 있다.
신호 분배부(120)는 고주파 전원을 소정 위상을 갖는 복수의 고주파 전원으로 변환하여 각각의 고주파 증폭부(130)에 전달한다. 고주파 증폭부(130)는 신호 분배부(120)의 출력단에 연결되며 고주파 전원을 증폭하여 출력한다. 출력 안정화 장치(140)는 2개의 고주파 증폭부(130)의 출력을 입력받아 결합하여 출력한다. 출력 안정화 장치(140)는 결합된 전력 중 일부를 플라즈마 부하 장치(300)로 출력하고 잔여 전력은 자체적으로 구비한 종단 저항(142)을 통해 소비한다.
도 2는 본 발명에서 고주파 증폭부와 출력 안정화 장치에 입력되는 고주파 신호의 위상차를 예시한 블록도이다. 도 2를 참조하면, 고주파 증폭부(130) 각각은 제1 전력 증폭기(132)와, 제2 전력 증폭기(134)와, 결합기(136)로 구성된다. 제1 전력 증폭기(132)는 신호 분배부(120)로부터 제1 위상의 고주파 전원을 입력받아 증폭하여 출력한다. 제2 전력 증폭기(134)는 신호 분배부(120)로부터 제1 위상과 180도의 위상차를 갖는 제2 위상의 고주파 전원을 입력받아 증폭하여 출력한다. 결합기(136)는 제1 전력 증폭기(132)의 출력과 제2 전력 증폭기(134)의 출력을 결합하여 출력한다.
예를 들어, 도 2에 도시한 바와 같이 어느 하나의 고주파 증폭부(130)는 0도의 위상을 갖는 입력과 180도의 위상을 갖는 입력을 받아 각각 증폭하고 결합된 전력을 출력한다. 다른 하나의 고주파 증폭부(130)는 90도의 위상을 갖는 입력과 270도의 위상을 갖는 입력을 받아 각각 증폭하고 결합된 전력을 출력한다.
도 3을 참조하면, 두 고주파 증폭부(130)의 출력이 각각 출력 안정화 장치(140)의 입력단에 전달된다. 출력 안정화 장치(140)는 두 입력을 결합하고, 결합된 전력 중 일부는 플라즈마 부하 장치(300)로 출력하며 잔여 전력은 종단 저항(142)을 통해 접지측으로 흘려보낸다. 이때, 고주파 증폭부 중 어느 하나는 제3 위상의 고주파 출력을 출력 안정화 장치(140)의 제1 입력 포트에 전달하며, 고주파 증폭부 중 다른 하나는 제3 위상과 90도의 위상차를 갖는 제4 위상의 고주파 출력을 출력 안정화 장치(140)의 제2 입력 포트에 전달한다. 즉, 출력 안정화 장치(140)는 90도의 위상차를 갖는 두 입력을 결합하여 플라즈마 부하 장치(300)를 향하는 고주파 출력과 종단 저항(142)을 향하는 Term 출력으로 분배한다.
도 3에서 점선으로 묘사한 바와 같이, 플라즈마 부하의 임피던스가 급변하는 점화(Ignition) 상태 또는 임피던스 부정합(Mismatching) 상태에서 플라즈마 부하 장치(300)로부터 반사파 전력이 유입된다. 이때, 도시 안된 컨트롤러에서 출력 안정화 장치(140)를 제어하여 플라즈마 부하로 향하는 전력을 감소시키고, 종단 저항(142)을 통해 소비되는 전력을 증가시키면 반사파 전력의 유입량을 감소시킬 수 있다. 이후 임피던스 정합 상태가 안정화되면 플라즈마 부하를 향하는 전력을 다시 증가시켜 공정의 연속성을 저해하지 않으면서 반사파에 의한 영향을 최소화시킬 수 있게 된다.
다시 도 1을 참조하면, 전력 결합부(150)는 복수의 출력 안정화 장치(140)의 출력 전력을 결합하여 출력한다. 필터 모듈(160)은 고주파 전력 공급 장치(100)의 출력을 필터링하여 이상 주파수 부분을 제거하는 모듈로서, 예컨대 LPF(Low Pass Filter)이다.
검출 모듈(170)은 고주파 전력 공급 장치(100)의 출력단에 설치되며, 플라즈마 부하 장치(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.
도시하지 않았지만, 상술한 컨트롤러는 검출 모듈(170)의 검출 결과를 입력받아 출력 안정화 장치(140)에서 출력되는 부하 전력과 종단 저항 소비 전력의 비를 제어한다.
도 4는 본 발명에서 출력 안정화 장치의 등가 회로도를 보인 도면이고, 도 5는 본 발명에서 출력 안정화 장치가 다층 회로기판으로 구성되는 예를 보인 분해도이고, 도 6은 본 발명에서 고주파 전력 공급 장치의 주파수 변경에 따른 출력 안정화 장치의 인덕턴스 변경 예를 보인 도면이고, 도 7은 본 발명에서 코어의 방열 구조를 예시한 측단면도이고, 도 8은 본 발명에서 코어에 냉각 자켓이 결합된 상태를 예시한 측단면도이고, 도 9는 본 발명에서 고주파 전력 공급 장치의 주파수 변경에 따른 출력 안정화 장치의 커패시턴스 변경 예를 보인 도면이다. 도 4 내지 9를 참조하여 본 발명에서 출력 안정화 장치의 구성 및 작용관계에 대하여 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 4를 참조하면, 출력 안정화 장치(140)는 4개의 포트를 갖는다. 제1 포트와 제4 포트는 입력 포트를 구성한다. 제2 포트와 제3 포트는 출력 포트를 구성한다. 제1 포트는 제1 고주파 증폭부로부터 고주파 전원을 입력받는 포트이다. 제4 포트는 제2 고주파 증폭부로부터 제1 고주파 증폭부의 출력과 90도의 위상차를 갖는 고주파 전원을 입력받는 포트이다. 제3 포트는 플라즈마 부하 장치(300)로 결합된 전력 중 일부를 출력하는 포트이다. 제2 포트는 종단 저항(142)으로 결합된 전력 중 잔여 전력을 출력하는 포트이다.
출력 안정화 장치(140)는 기본적으로 2개의 인덕터(L1, L2)와 2개의 커패시터(C1, C2)가 조합된 회로 구성을 갖는다. 제1 인덕터(L1, 410)는 제1 포트와 제3 포트 사이에 배치되며, 제1 고주파 입력과 플라즈마 부하 사이에서 인덕턴스 성분을 형성한다. 제2 인덕터(L2, 420)는 코어(430)에 의해 제1 인덕터(L1)와는 절연된 상태로 제2 포트와 제4 포트 사이에 배치되며, 제2 고주파 입력과 종단 저항 사이에서 인덕턴스 성분을 형성한다. 제1 커패시터(C1, 440)는 제1 포트와 제2 포트 사이에 배치되며, 제2 커패시터(C2, 450)는 제3 포트와 제4 포트 사이에 배치된다.
도 5는 출력 안정화 장치(140)가 4층 기판으로 구성된 예를 보여준다. 최상부(Top)에 위치한 제1 기판 층(510)과 최하부(Bottom)에 위치한 제4 기판 층(540)은 제1 포트와 제3 포트 사이에 연결되는 제1 인덕터(L1)를 형성하기 위한 도전 패턴이 형성된 기판이다. 두 번째 층(Layer 2)에 위치한 제2 기판 층(520)과 세 번째 층(Layer 3)에 위치한 제3 기판 층(530)은 제2 포트와 제4 포트 사이에 연결되는 제2 인덕터(L2)를 형성하기 위한 도전 패턴이 형성된 기판이다.
제1 기판 층(510) 내지 제4 기판 층(540) 각각은 중앙에 개구부가 형성되며, 이 개구부의 둘레를 따라 동일한 전류 방향을 갖는 도전체가 식각되어 패턴부(512, 522, 532, 542)가 형성된다. 이에 따라 서로 다른 기판 층들의 패턴들을 연결하여 제1 인덕터(L1)와 제2 인덕터(L2)를 용이하게 구현할 수 있다. 또한, 모든 패턴부(512, 522, 532, 542)는 일단부와 타단부의 포트 연결 패턴부 및 타 기판 층 연결 패턴부를 제외하는 영역에서 동일한 단면적을 가지며, 동일한 단면적을 가지는 영역들은 각 기판 층들이 적층된 상태에서 수직 상부에서 바라봤을 때 중첩된다. 이와 같은 구조는 출력 안정화 장치(140)에 별도의 커패시터를 장착하지 않고도 절연되는 두 포트들 사이에 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)를 형성할 수 있도록 한다.
도 5를 참조하면, 제1 기판 층(510)에 형성되는 제1 패턴부(512)는 제1 인덕터(L1)의 전단부를 형성한다. 제1 패턴부(512)의 일단부는 제1 포트에 연결되는 제1 포트 연결 패턴부(514)를 구성한다. 제1 패턴부(512)의 타단부는 제4 기판 층(540)의 제4 패턴부(542)와 연결되는 제4 기판 층 연결 패턴부(516)를 구성한다.
제4 기판 층(540)에 형성되는 제4 패턴부(542)는 제1 인덕터(L1)의 후단부를 형성한다. 제4 패턴부(542)의 일단부는 제1 기판 층(510)의 제1 패턴부(512)와 연결되는 제1 기판 층 연결 패턴부(546)를 구성한다. 제4 패턴부(542)의 타단부는 제3 포트에 연결되는 제3 포트 연결 패턴부(544)를 구성한다. 따라서 제1 패턴부(512)와 제4 패턴부(542)가 상호 접속된 후에 도면에서 점선으로 묘사한 바와 같이 동일한 방향(시계 방향)으로 전류가 흐를 수 있게 된다.
도 5를 참조하면, 제2 기판 층(520)에 형성되는 제2 패턴부(522)는 제2 인덕터(L2)의 후단부를 형성한다. 제2 패턴부(522)의 일단부는 제2 포트에 연결되는 제2 포트 연결 패턴부(524)를 구성한다. 제2 패턴부(522)의 타단부는 제3 기판 층(530)의 제3 패턴부(532)와 연결되는 제3 기판 층 연결 패턴부(526)를 구성한다.
제3 기판 층(530)에 형성되는 제3 패턴부(532)는 제2 인덕터(L2)의 후단부를 형성한다. 제3 패턴부(532)의 일단부는 제2 기판 층(520)의 제2 패턴부(522)와 연결되는 제2 기판 층 연결 패턴부(536)를 구성한다. 제3 패턴부(532)의 타단부는 제4 포트에 연결되는 제4 포트 연결 패턴부(534)를 구성한다. 따라서 제2 패턴부(522)와 제3 패턴부(532)가 상호 접속된 후에도 도면에서 점선으로 묘사한 바와 같이 동일한 방향(시계 방향)으로 전류가 흐를 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 모든 패턴부(512, 522, 532, 542)는 일단부와 타단부의 포트 연결 패턴부 및 타 기판 층 연결 패턴부를 제외하는 영역에서 동일한 단면적을 가지므로, 두 도전체가 대향했을 때 그 사이에 개재되는 물질의 유전율과 대향 면적에 비례하며 대향 거리에 반비례하는 기생 커패시턴스 성분이 발생된다. 본 발명에서는 이 기생 커패시턴스 성분이 도 4의 등가 회로도에서 예시한 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)를 형성한다.
제1 커패시터(C1)는 제1 기판 층(510)에 형성되는 제1 패턴부(512)와 제2 기판 층(520)에 형성되는 제2 패턴부(522)가 중첩되어 대향되는 영역에서 형성되는 기생 커패시턴스에 의해 생성된다. 제2 커패시터(C2)는 제3 기판 층(530)에 형성되는 제3 패턴부(532)와 제4 기판 층(540)에 형성되는 제4 패턴부(542)가 중첩되어 대향되는 영역에서 형성되는 기생 커패시턴스에 의해 생성된다.
도 6 및 7은 본 발명에서 고주파 증폭부에서 출력되는 고주파 전원의 주파수에 따라 출력 안정화 장치의 임피던스를 변경하는 예를 보여준다.
먼저, 도 6을 참조하면 출력 안정화 장치(140)는 중앙이 개구된 개구부(630)를 형성하는 복수의 절연기판(600)이 복수개 적층되어 형성된 다층 기판으로 구성될 수 있다. 예컨대, 상술한 바와 같이 출력 안정화 장치(140)는 4층 기판으로 구성될 수 있다. 절연기판(600) 각각에는 개구부(630)의 둘레를 따라 도전성의 패턴부(610)가 형성되어 앞서 기술한 바와 같이 입력단과 출력단 사이의 인덕터(L1, L2)를 구성할 수 있다. 이때, 절연기판(600)은 서로 나란하게 배치되는 패턴부(610)를 상대적으로 길게 하여 장변부를 구성하며, 이 장변부를 감싸도록 개구부(630)를 관통하는 코어(640)를 설치할 수 있다. 장변부에 설치되는 코어(640)는 도 6에서 점선으로 묘사한 바와 같이 증감할 수 있으며, 이 코어(640)의 수를 증감하는 것으로서 두 인덕터(L1, L2)의 인덕턴스 값을 변경시킴으로써, 고주파 전력 공급 장치의 출력 주파수에 대응하여 출력 안정화 장치(140)의 임피던스를 변경할 수 있다. 한편, 도 6에서 미설명 부호 621은 제1 포트, 622는 제2 포트, 623은 제3 포트, 624는 제4 포트이다.
도 7 및 8은 본 발명에서 코어의 방열 구조를 예시한 도면이다. 본 발명에서 출력 안정화 장치를 구성하는 코어(640)는 발열 구성품으로서, 코어(640)에서 발생된 열이 타 구성품에 전달되는 것을 차단하기 위해, 본 발명은 도 7과 같이 방열 기판을 이용한 방열 구조를 가지거나 도 8과 같이 냉각 자켓을 이용한 방열 구조를 가질 수 있다.
먼저, 도 7의 측단면도를 참조하면, 코어(640)의 설치면 상부와 하부에 각각 방열 기판이 설치될 수 있다. 도시된 예에서 3개의 코어(640)가 설치되어 있으나, 전술한 바와 같이 코어(640)의 개수는 증감될 수 있다. 코어(640)의 상부에는 상부 방열기판(730)이 설치되며, 하부에는 하부 방열기판(740)이 설치된다. 상부 방열기판(730)과 하부 방열기판(740)은 각각 도 6을 참조하여 설명한 개구부(630)의 장변부의 길이에 비해 큰 길이를 갖는 것이 바람직하다. 이에 따라 코어(640)의 개수가 증가되어도 상부 방열기판(730)과 하부 방열기판(740)이 코어(640)들을 모두 수용할 수 있게 된다.
상부 방열기판(730)과 코어(640)의 상면 사이에는 제1 써멀 페이스트(710)가 개재된다. 제1 써멀 페이스트(710)는 열전도성 재료로 구성되며, 코어(640)에서 발생된 열을 상부 방열기판(730) 측으로 전달한다. 도시하지 않았지만, 상부 방열기판(730)은 상부면을 향해 돌출된 복수의 방열핀을 구비할 수 있다. 상부 방열기판(730)은 공냉 방식으로 코어(640)를 냉각시킬 수 있다. 여기서, 써멀 페이스트는 써멀 컴파운드(thermal compound), HTTP(Heat transfer paste), TIM(Thermal Interface Material)으로 불릴 수 있으며, 예를 들어, 탄성 및 가소성을 띠며 방열기판과 코어 사이에 위치하는 전기전도성 탄성중합체(스티렌계, PVC계, 올레핀계, 폴리에스터계, 폴리이미드계, 우레탄계 엘라스토머), 세라믹스(실리콘 카바이드(silicon carbide), 실리콘 나이트라이드(silicon nitride) 등), 에폭시 컴파운드(지방족 폴리아민(aliphatic polyamine)), 폴리머(폴리이미드, 폴리케톤, 폴리에테르케톤, 폴리에테르 술폰, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 플루오로에틸렌 프로필렌 코폴리머, 셀룰로오스, 트리아세테이트, 실리콘 수지, 고무 등), 다결정 다이아몬드(polycrystalline diamond)일 수 있다. 더욱이, 써멀 페이스트는 접촉 대상이 서로 상이한 열팽창계수로 인한 수평 응력을 흡수할 수 있는 탄성 및 가소성을 띄는 재료가 바람직할 수 있다.
하부 방열기판(740)과 코어(640)의 하면 사이에는 제2 써멀 페이스트(720)가 개재된다. 제2 써멀 페이스트(720) 역시 열전도성 재료로 구성되며, 코어(640)에서 발생된 열을 하부 방열기판(740) 측으로 전달한다. 본 발명에서 하부 방열기판(740)은 내부에 냉각수가 유동되는 냉각라인을 포함할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 하부 방열기판(740)의 일측으로 냉각수가 유입되며 타측으로 냉각수가 유출될 수 있다. 즉, 하부 방열기판(740)은 수냉 방식으로 코어(640)를 냉각시킨다.
상부 방열기판(730)과 하부 방열기판(740)의 양단부에는 고정로드(750)가 체결되어, 코어(640)에 대해 상부 방열기판(730)과 하부 방열기판(740)을 고정시킬 수 있다. 고정로드(750)는 상부 방열기판(730)과 하부 방열기판(740)을 관통하며 양단부에 너트가 체결되는 방식으로 구성될 수 있다.
도 7에 도시된 실시예는 상부 방열기판(730)을 공랭식으로 구성하고, 하부 방열기판(740)을 수냉식으로 구성하여 어느 하나의 냉각 방식이 효율이 낮은 경우에도 다른 냉각 방식으로 코어(640)를 냉각시킬 수 있는 하이브리드 냉각 방식을 갖는다. 냉각수가 유동되는 하부 방열기판(740)에서 좀 더 집중적인 방열 효과를 얻을 수 있으므로, 도 7과 같이 절연기판(600)과 하부 방열기판(740)을 열전달 컬럼(760)으로 연결함으로써 절연기판(600)에서 발생된 열까지 흡수하여 처리할 수 있다. 열전달 컬럼(760)은 AIN, SiC, Si3N4, Al2O3 중 어느 하나 또는 둘 이상이 조합된 부재로 형성될 수 있다.
도 8은 코어(640)가 냉각자켓(810)에 의해 둘러쌓인 구조를 예시하고 있다. 도 8과 같이 코어(640) 전체를 수용하도록 냉각자켓(810)이 설치될 수 있다. 냉각자켓(810)은 일측으로 냉각수가 유입되며 타측으로 냉각수가 유출되는 상자 형태를 가질 수 있다. 바람직하게는 냉각자켓(810) 내의 유로는 코어(640) 각각을 경유하도록 형성된다.
도 9를 참조하면, 출력 안정화 장치(140)는 커패시턴스를 변경할 수 있는 구조를 가질 수 있다. 출력 안정화 장치(140)가 제1 포트와 제3 포트 사이에 배치되는 제1 인덕터(L1, 910), 제2 포트와 제4 포트 사이에 배치되는 제2 인덕터(L2, 920), 및 코어(930)를 갖는 것은 앞선 실시예와 동일하다.
여기서, 출력 안정화 장치(140)는 어느 하나의 입력단과 종단 라인 사이에 복수의 커패시터가 병렬 연결되는 제1 커패시터 그룹을 가지며, 다른 하나의 입력단과 부하 라인 사이에 복수의 커패시터가 병렬 연결되는 제2 커패시터 그룹을 가질 수 있다.
도 9를 참조하면, 출력 안정화 장치(140)는 제1 포트와 제2 포트 사이에 복수개의 종단 라인 커패시터(C1, C11, C12, C13)가 병렬 접속되는 제1 커패시터 그룹을 갖는다. 제1 커패시터 그룹은 제1 포트와 제2 포트 사이에 배치되는 제1 커패시터(C1, 940)와, 이 제1 커패시터(940)에 각각 병렬 접속되는 복수의 커패시터(C11, C12, C13)들이 형성하는 그룹이다. 각각의 종단 라인 커패시터(C1, C11, C12, C13)에는 각 커패시터의 회로적 연결을 스위칭하는 종단 라인 커패시턴스 가변 스위치(960)가 접속된다.
제1 커패시터(C1, 940)는 전술한 바와 같이 패턴들 사이에서 자연적으로 형성되는 기생 커패시턴스 성분에 의해 생성되며, 나머지 커패시터(C11, C12, C13)들은 추가로 설치되는 Dip 타입 또는 SMD 타입의 커패시터일 수 있다. 이 경우, 제1 커패시터(C1, 940)에는 종단 라인 커패시턴스 가변 스위치(960)가 설치되지 아니하며, 제1 커패시터(C1, 940)는 회로적으로 항상 연결된 상태를 유지한다.
또한, 도 9를 참조하면, 출력 안정화 장치(140)는 제3 포트와 제4 포트 사이에 복수개의 부하 라인 커패시터(C2, C21, C22, C23)가 병렬 접속되는 제2 커패시터 그룹을 갖는다. 제2 커패시터 그룹은 제3 포트와 제4 포트 사이에 배치되는 제2 커패시터(C2, 950)와, 이 제2 커패시터(950)에 각각 병렬 접속되는 복수의 커패시터(C21, C22, C23)들이 형성하는 그룹이다. 각각의 부하 라인 커패시터(C2, C21, C22, C23)에도 각 커패시터의 회로적 연결을 스위칭하는 부하 라인 커패시턴스 가변 스위치(970)가 접속된다.
제2 커패시터(C2, 950) 역시 전술한 바와 같이 패턴들 사이에서 자연적으로 형성되는 기생 커패시턴스 성분에 의해 생성되며, 나머지 커패시터(C21, C22, C23)들은 추가로 설치되는 Dip 타입 또는 SMD 타입의 커패시터일 수 있다. 이 경우에도 제2 커패시터(C2, 950)에는 부하 라인 커패시턴스 가변 스위치(970)가 설치되지 아니하며, 제2 커패시터(C2, 950)는 회로적으로 항상 연결된 상태를 유지한다.
도시 안된 컨트롤러에서 종단 라인 커패시턴스 가변 스위치(960) 및 부하 라인 커패시턴스 가변 스위치(970)를 개별적으로 스위칭 함으로써, 종단 라인의 커패시턴스와 부하 라인의 커패시턴스를 쉽게 변경할 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 공급 장치 110 : 고주파 발생부
120 : 신호 분배부 130 : 고주파 증폭부
132 : 제1 전력 증폭기 134 : 제2 전력 증폭기
136 : 결합기 140 : 출력 안정화 장치
142 : 종단 저항 150 : 전력 결합부
160 : 필터 모듈 170 : 검출 모듈
200 : 임피던스 정합 장치 300 : 플라즈마 부하 장치
410 : 제1 인덕터 420 : 제2 인덕터
430 : 코어 440 : 제1 커패시터
450 : 제2 커패시터 510 : 제1 기판 층
512 : 제1 패턴부 514 : 제1 포트 연결 패턴부
516 : 제4 기판 층 연결 패턴부 520 : 제2 기판 층
522 : 제2 패턴부 524 : 제2 포트 연결 패턴부
526 : 제3 기판 층 연결 패턴부 530 : 제3 기판 층
532 : 제3 패턴부 534 : 제4 포트 연결 패턴부
536 : 제2 기판 층 연결 패턴부 540 : 제4 기판 층
542 : 제4 패턴부 544 : 제3 포트 연결 패턴부
546 : 제1 기판 층 연결 패턴부 600 : 절연기판
610 : 패턴부 621 : 제1 포트
622 : 제2 포트 623 : 제3 포트
624 : 제4 포트 630 : 개구부
640 : 코어 710 : 제1 써멀 페이스트
720 : 제2 써멀 페이스트 730 : 상부 방열기판
740 : 하부 방열기판 750 : 고정로드
760 : 열전달 컬럼 810 : 냉각자켓
910 : 제1 인덕터 920 : 제2 인덕터
930 : 코어 940 : 제1 커패시터
950 : 제2 커패시터
960 : 종단 라인 커패시턴스 가변 스위치
970 : 부하 라인 커패시턴스 가변 스위치

Claims (11)

  1. 플라즈마 부하 장치에 고주파 전원을 공급하는 플라즈마 발생용 고주파 전력 공급 장치에 있어서,
    상기 고주파 전원을 생성하는 고주파 발생부;
    상기 고주파 전원을 소정 위상을 갖는 복수의 고주파 전원으로 변환하여 분배하는 신호 분배부;
    상기 신호 분배부의 출력단에 연결되며 상기 고주파 전원을 증폭하여 출력하는 복수의 고주파 증폭부; 및
    적어도 2개의 상기 고주파 증폭부의 출력을 입력받아 결합하며, 결합된 전력 중 일부는 상기 플라즈마 부하 장치로 출력하고 잔여 전력은 자체적으로 구비한 종단 저항을 통해 소비하는 출력 안정화 장치
    를 포함하는 출력 안정화 장치를 구비한 플라즈마 발생용 고주파 전력 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고주파 증폭부 각각은, 상기 신호 분배부로부터 제1 위상의 고주파 전원을 입력받아 증폭하여 출력하는 제1 전력 증폭기와, 상기 신호 분배부로부터 상기 제1 위상과 180도의 위상차를 갖는 제2 위상의 고주파 전원을 입력받아 증폭하여 출력하는 제2 전력 증폭기와, 상기 제1 전력 증폭기의 출력과 상기 제2 전력 증폭기의 출력을 결합하여 출력하는 결합기를 포함하는 출력 안정화 장치를 구비한 플라즈마 발생용 고주파 전력 공급 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 고주파 증폭부 중 어느 하나는 제3 위상의 고주파 출력을 상기 출력 안정화 장치의 제1 입력 포트에 전달하며, 상기 고주파 증폭부 중 다른 하나는 상기 제3 위상과 90도의 위상차를 갖는 제4 위상의 고주파 출력을 상기 출력 안정화 장치의 제2 입력 포트에 전달하는 출력 안정화 장치를 구비한 플라즈마 발생용 고주파 전력 공급 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 출력 안정화 장치는 상기 고주파 증폭부 중 어느 하나로부터 고주파 전원을 입력받는 제1 포트와, 상기 고주파 증폭부 중 다른 하나로부터 고주파 전원을 입력받은 제4 포트와, 상기 플라즈마 부하 장치로 결합된 전력 중 일부를 출력하는 제3 포트와, 상기 종단 저항으로 결합된 전력 중 잔여 전력을 출력하는 제2 포트를 포함하는 출력 안정화 장치를 구비한 플라즈마 발생용 고주파 전력 공급 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 출력 안정화 장치는 상기 제1 포트와 상기 제3 포트 사이에 배치되는 제1 인덕터와, 코어에 의해 상기 제1 인덕터와는 절연된 상태로 배치되며 상기 제2 포트와 상기 제4 포트 사이에 배치되는 제2 인덕터와, 상기 제1 포트와 상기 제2 포트 사이에 배치되는 제1 커패시터와, 상기 제3 포트와 상기 제4 포트 사이에 배치되는 제2 커패시터를 포함하는 출력 안정화 장치를 구비한 플라즈마 발생용 고주파 전력 공급 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 출력 안정화 장치는 제1 기판 층, 제2 기판 층, 제3 기판 층, 및 제4 기판 층이 순차로 적층되는 4층 기판으로 구성되며, 각각의 기판 층에는 동일한 전류 방향을 갖는 도전체가 식각되어 패턴부가 형성되며, 상기 제1 기판 층의 패턴부 타단부와 상기 제4 기판 층의 패턴부 일단부가 상호 접속되어 상기 제1 인덕터를 구성하고, 상기 제2 기판 층의 패턴부 타단부와 상기 제3 기판 층의 일단부가 상호 접속되어 상기 제2 인덕터를 구성하는 출력 안정화 장치를 구비한 플라즈마 발생용 고주파 전력 공급 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 커패시터는 상기 제1 기판 층에 형성되는 패턴부와 상기 제2 기판 층에 형성되는 패턴부가 중첩되어 대향되는 영역에서 형성되는 기생 커패시턴스에 의해 생성되며, 상기 제2 커패시터는 상기 제3 기판 층에 형성되는 패턴부와 상기 제4 기판 층에 형성되는 패턴부가 중첩되어 대향되는 영역에서 형성되는 기생 커패시턴스에 의해 생성되는 출력 안정화 장치를 구비한 플라즈마 발생용 고주파 전력 공급 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 출력 안정화 장치는 중앙이 개구된 개구부를 형성하는 복수의 절연기판이 복수개 적층되어 형성된 다층 기판으로 구성되며, 상기 절연기판 각각에는 상기 개구부의 둘레를 따라 도전성의 패턴부가 형성되어 입력단과 출력단 사이의 인덕터를 구성하며, 상기 패턴부를 감싸도록 상기 개구부를 관통하는 코어가 설치되는 출력 안정화 장치를 구비한 플라즈마 발생용 고주파 전력 공급 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 코어의 상면에는 제1 써멀 페이스트를 매개로 상부 방열기판이 연결되도록 설치되며, 상기 코어의 하면에는 제2 써멀 페이스트를 매개로 하부 방열기판이 연결되도록 설치되는 출력 안정화 장치를 구비한 플라즈마 발생용 고주파 전력 공급 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 하부 방열기판은 일측으로 냉각수가 유입되며 타측으로 냉각수가 유출되는 수냉식 방열기판이며, 상기 절연기판과 상기 하부 방열기판 사이에는 AIN, SiC, Si3N4, Al2O3 중 어느 하나 또는 둘 이상이 조합된 부재로 형성되는 열전달 컬럼이 설치되는 출력 안정화 장치를 구비한 플라즈마 발생용 고주파 전력 공급 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 출력 안정화 장치는 어느 하나의 입력단과 상기 종단 저항에 연결되는 출력단 사이에 병렬 연결되는 복수개의 종단 라인 커패시터로 구성되는 제1 커패시터 그룹과, 상기 종단 라인 커패시터 각각의 회로적 연결을 스위칭하는 종단 라인 커패시턴스 가변 스위치와, 다른 하나의 입력단과 상기 플라즈마 부하 장치로에 연결되는 출력단 사이에 병렬 연결되는 복수개의 부하 라인 커패시터로 구성되는 제2 커패시터 그룹과, 상기 부하 라인 커패시터 각각의 회로적 연결을 스위칭하는 부하 라인 커패시턴스 가변 스위치를 포함하는 출력 안정화 장치를 구비한 플라즈마 발생용 고주파 전력 공급 장치.
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