KR20180075576A - 부하의 임피던스를 전력 발생기의 출력 임피던스에 조정시키는 방법 및 임피던스 조정 어셈블리 - Google Patents

부하의 임피던스를 전력 발생기의 출력 임피던스에 조정시키는 방법 및 임피던스 조정 어셈블리 Download PDF

Info

Publication number
KR20180075576A
KR20180075576A KR1020187014552A KR20187014552A KR20180075576A KR 20180075576 A KR20180075576 A KR 20180075576A KR 1020187014552 A KR1020187014552 A KR 1020187014552A KR 20187014552 A KR20187014552 A KR 20187014552A KR 20180075576 A KR20180075576 A KR 20180075576A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
impedance
load
power
reactance
locus
Prior art date
Application number
KR1020187014552A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102663551B1 (ko
Inventor
플로리안 마이에르
니콜라이 슈베르크
Original Assignee
트럼프 헛팅거 게엠베하 + 코 카게
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 트럼프 헛팅거 게엠베하 + 코 카게 filed Critical 트럼프 헛팅거 게엠베하 + 코 카게
Priority to KR1020237028205A priority Critical patent/KR20230127362A/ko
Publication of KR20180075576A publication Critical patent/KR20180075576A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102663551B1 publication Critical patent/KR102663551B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32174—Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
    • H01J37/32183—Matching circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/38—Impedance-matching networks

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Networks Using Active Elements (AREA)

Abstract

본 발명은 부하(28)의 임피던스를 전력 발생기(40)의 출력 임피던스로 조정하는 방법에 관한 것으로서,
a. 전력 발생기(40)에 의해 전력을 발생하는 단계와;
b. 액추에이터(12, 14, 16)에 의해 조정될 수 있는 적어도 하나의 리액턴스(18, 20, 22)를 포함하는 임피던스 조정 어셈블리(10)에 의해 부하(28)에 전력을 공급하는 단계 - 상기 임피던스 조정 어셈블리(10)는 상기 부하(18)의 입력단에서의 부하 임피던스(27)를 상기 임피던스 조정 어셈블리(10)의 입력단에서의 변환된 부하 임피던스(29)로 변환한다 - 와;
c. 상기 부하(28)에서 반사된 전력 또는 그에 관련된 적어도 하나의 변수를 검출 또는 결정하는 단계와;
d. 상기 반사된 전력 또는 그에 관련된 적어도 하나의 변수에 기초하여 부정합이 있는지 여부를 체크하는 단계와;
e. 적어도 하나의 미리 결정된 기준에 따라 복소 부하 평면, 특히 스미스 차트(60)에서의 궤적(50)을 결정하는 단계와;
f. 상기 변형된 부하 임피던스(29)가 상기 궤적(50)을 따르도록 적어도 하나의 액추에이터(12, 14, 16)를 제어하는 단계를 포함한다.

Description

부하의 임피던스를 전력 발생기의 출력 임피던스에 조정시키는 방법 및 임피던스 조정 어셈블리
본 발명은 부하의 임피던스를 전력 발생기의 출력 임피던스에 정합시키는 방법 및 액추에이터에 의해 조정될 수 있는 적어도 하나의 리액턴스를 포함하는 임피던스 정합 장치에 관한 것이다.
고주파 애플리케이션들, 특히 고주파 플라즈마 애플리케이션들을 위한 임피던스 정합 장치들은 부하, 특히 플라즈마 부하의 임피던스를 변환하여 전력 발생기가 요구되는 동작 전력을 부하에 공급할 수 있게 하는데 사용된다. 이는 일반적으로, T, L 또는 Π(pi) 토폴로지를 가지며 커패시터 및/또는 인덕터로서 설계될 수있는 2개 이상의 가변 리액턴스를 포함하는 공진 회로들에 의해 달성된다. 부하 임피던스의 변화들이 반응할 수 있는 속도는 일반적으로 모터들에 의해 기계적으로 구동되는 가변 리액턴스들의 역학(dynamics)에 의해 제한된다.
이러한 유형 또는 유사한 장치들이 예를 들어, 문헌들 DE 10 2009 001 355 A1, US 2006/0032584 A1, US 2014/0155008 A1 중 임의의 것으로부터 공지되어 있다.
본 발명의 목적은 임피던스 정합 방법 및 임피던스 정합 장치를 제공하는 것으로서, 이에 의해 임피던스 정합이 보다 빠르게 수행될 수 있다.
본 발명에 따르면, 이러한 목적은 부하의 임피던스를 전력 발생기의 출력 임피던스에 정합시키는 방법에 의해 달성되며, 이 방법은 다음 방법 단계들을 포함한다:
a. 전력 발생기에 의해 전력을 발생하는 단계와;
b. 액추에이터에 의해 조정될 수 있는 적어도 하나의 리액턴스를 포함하는 임피던스 정합 장치에 의해 부하에 전력을 공급하는 단계로서, 상기 임피던스 정합 장치는 상기 부하의 입력단에서의 부하 임피던스를 상기 임피던스 정합 장치의 입력단에서의 변환된 부하 임피던스로 변환하는 것인, 단계와;
c. 상기 부하에서 반사된 전력 또는 그에 관련된 적어도 하나의 변수를 검출 또는 결정하는 단계와;
d. 상기 반사된 전력 또는 그에 관련된 적어도 하나의 변수에 기초하여 부정합이 있는지 여부를 체크하는 단계와;
e. 적어도 하나의 특정된 기준에 따라 복소 부하 평면에서의, 특히 스미스 차트(Smith chart)에서의 궤적을 결정하는 단계와;
f. 상기 변형된 부하 임피던스가 상기 궤적을 따르도록 상기 적어도 하나의 액추에이터를 제어하는 단계를 포함한다.
복소 부하 평면에서의 궤적은 부하의 임피던스를 설명하는 평면에서의 곡선을 나타낸다. 여기서, 이 평면은 부하가 복소 방식으로 임피던스로서 표시될 수 있는 것을 특징으로 한다. 복소 부하 평면은 예를 들면 다음으로 될 수 있다:
● 반사 계수의 또는 부하의 임피던스의 또는 상기 값들에 의존하는 하나의 값의 실수 부와 허수 부를 갖는 직각 좌표계,
● 반사 계수의 또는 부하의 임피던스의 또는 상기 값들에 의존하는 하나의 값의 위상 및 값을 갖는 극좌표 시스템,
● 스미스 차트, 또는
● 복소 부하를 표현하기 위한 다른 필적할만한 평면 형식.
전력 발생기, 특히 고주파 발생기, 임피던스 정합 장치 및 플라즈마를 부하로서 포함하는 플라즈마 챔버로 구성된 종래의 플라즈마 프로세스 토폴로지들에서, 변형된 부하 임피던스는 튜닝 발진 회로들, 특히 2 개의 직렬 발진 회로들에 의해 임피던스 정합 장치에서 전력 발생기를 위해 정합된다. 구성 및 설계에 따라, 발진 회로들은 동작 주파수를 변경하거나, 또는 추가의 회로 요소들을 추가하거나 제거함으로서 사용중인 커패시터들 및 인덕터들에 기계적, 전자기적 또는 기타 물리적 영향을 가함으로써 얻어진다. 이 경우에서, 임피던스 정합 장치는 일반적으로, 액추에이터들이 리액턴스들이 가능한 한 빨리 양호한 임피던스 정합을 나타내는 값에 도달하도록 리액턴스들을 제어하도록 작동된다. 임피던스 정합된 값에 도달하는 방식은 일반적으로 고려되지 않는다. 이는 전력 발생기가 정합 프로세스 동안 장기간 동안 보다 낮은 효율/단점이 있는 부하 조건에서 동작되게 되는 것으로 이어질 수 있고, 그러므로 또한 요구되는 동작 전력을 장기간 동안 공급할 수 없게 된다.
본 발명에 따르면, 특정 기준을 고려하여 궤적을 결정하고, 이 궤적에 따라 부하의 임피던스를 설정함으로써, 예를 들어, 특정 최소 반사 고주파 전력이 보다 신속하게 달성될 수 있다. 더욱이, 이 방법은 또한 일정하고 정밀하게 조정 가능한 고주파 프로세스 에너지가 보다 신뢰성있는 방식으로 제공될 수 있다는 이점을 갖는다. 특히, 반사 감소의 속도가 리액턴스들의 값들을 조정할 때와 마찬가지로 조기에 향상될 수 있다. 그러므로, 부하가 변화할 때, 취해진 경로는 종래 기술에서와 같이 현재의 임피던스 값으로부터 최소의 반사가 발생하는 값으로의 직접적인 경로가 아니라, 대신에, 심지어 최소 반사가 발생하는 값이 단지 나중에 도달하더라도 특정된 시점에(바람직하게는 처음에) 반사가 가능한 한 빨리 감소하는 경로이다.
예를 들어, 반사된 전력에서의 감소 속도, 특정 반사 계수의 달성 또는 전력 발생기의 효율이 기준으로서 특정될 수 있다. 적절한 궤적이 기준에 따라 결정될 수 있고, 리액턴스들의 값들이 그에 상응하여 정합될 수 있다.
더욱이, 설정되어야 하는 값이 각 리액턴스에 대해 결정될 수 있고, 설정될 값이 달성되어야 하는 조정 속도가 각 리액턴스에 대해 결정될 수 있으며, 이에 상응하여 관련 액추에이터들이 제어될 수 있다. 예를 들어, 관련된 액추에이터들은 각 리액턴스가 최대 조정 속도로 설정될 값을 취하도록 제어될 수 있다. 대안적으로, 관련된 액추에이터들은 모든 리액턴스들이 설정될 특정 값을 동시에 취할 수 있도록 제어될 수 있다. 관련된 리액턴스의 값이 특정된 조정 속도에서 변화하도록 적어도 하나의 액추에이터가 제어될 수 있고, 관련된 리액턴스의 값이 최대 조정 속도에서 변화하도록 적어도 하나의 액추에이터가 제어되도록 하는 것도 또한 가능하다. 리액턴스의 최대 조정 범위와 리액턴스가 실제로 조정될 수 있는 속도는 리액턴스가 그의 값을 변경해야하는 속도를 특정할 때 또한 특별히 고려될 수 있다. 개별 액추에이터들의 특성 또한 고려될 수 있으며, 복소 부하 평면, 특히 스미스 차트에서의 궤적이 반사된 출력(복소 부하 평면, 특히 스미스 차트의 중심으로부터의 거리)을 가능한 한 빨리 감소시키도록 제어가 개선된다. 이것은 액추에이터들의 역학이 서로 매우 다를 때 특히 관련이 있다.
복소 부하 평면, 특히 스미스 차트에서, 금지된 범위들이 정의될 수 있으며 금지된 범위들이 회피될 수 있도록 궤적이 결정될 수 있다. 예를 들어, 액추에이터들이 낮은 역학을 갖는 범위들이 이러한 방식으로 회피될 수 있다.
궤적의 제 1 부분이 제 1 기준에 따라 결정되고, 궤적의 제 2 부분이 상이한 제 2 기준에 따라 결정되도록 하는 것이 또한 고려될 수 있다. 예를 들어, 궤적의 제 1 부분은 반사 계수 또는 반사된 전력이 특정 임계 값 아래로 떨어지도록 결정될 수 있다. 제 2 기준은, 예를 들어, 임피던스들이 액추에이터들이 높은 역학을 갖는 범위 내에 있어야 하거나 전원이 양호한 효율을 갖는 범위 내에 있어야 한다는 것일 수 있다. 더욱이, 궤적의 끝 위치가 복소 부하 평면, 특히 스미스 차트의 중심에 있지 않게 특정될 수 있다.
예를 들어, 반사 계수는 반사된 전력과 관련된 변수로서 결정될 수 있다. 반사 계수를 결정하기 위해, 예를 들어 반사된 전압 및/또는 전류가 검출될 수 있다.
액추에이터에 의해 조정될 수 있는 적어도 하나의 리액턴스와, 부하 또는 그와 관련된 적어도 하나의 변수에 반영된 전력을 검출하는 측정 장치와, 적어도 하나의 특정된 기준과 함께 검출된 반사된 전력 또는 그와 관련된 변수에 기초하여 상기 복소 부하 평면, 특히 스미스 차트에서의 궤적을 결정하는 궤적 결정 유닛과, 결정된 궤적에 따라 적어도 하나의 액추에이터를 제어하는 제어기를 포함하는 임피던스 정합 장치가 또한 본 발명의 범주내에 든다. 상기 측정 장치는 복소 전압 및 복소 전류, 또는 전력의 순방향 파형들 및 반사된 파형들에 대해 복소 파형 주파수를 검출하도록 설계될 수 있다. 상기 변수들은 반사된 전력과 관련된 변수들로서 제공될 수 있다. 적어도 하나의 특정 기준을 토대로 복소 부하 평면, 특히 스미스 차트에서의 궤적을 결정함으로써, 보다 유리한 값이 복소 부하 평면, 특히 스미스 차트에서 달성될 수 있으며, "우회(detour)"를 택함으로써 또한 다른 장점들을 가져온다. 특히, 복소 평면, 특히 스미스 차트에 제공된 변수는 직접적인 경로에 의해 도달될 수 없지만, 대신에 결정될 궤적을 통해 도달될 수 있다.
이 경우에서, 임피던스 정합 장치는 부하의 입력단에서의 부하 임피던스를 임피던스 정합 장치의 입력단에서 변환된 부하 임피던스로 변경하도록 설계될 수 있다.
상기 궤적은 만일 궤적 결정 유닛이 논리 회로 유닛, 특히 FPGA(현장 프로그램 가능 게이트 어레이)를 포함하는 경우 특별히 신속하게 결정될 수 있다.
리액턴스는 커패시터 또는 인덕터로서 설계될 수 있다. 특히, 임피던스 정합 장치는 복수의 캐패시터 및/또는 인덕터를 포함할 수 있다. 리액턴스들은 임피던스 정합 장치에서 상이한 회로 구성들로 제공될 수 있다. 예를 들어, L 회로 또는 Π 회로로서 배치될 수 있다.
상기 액추에이터는 모터로서 혹은 리액턴스를 연결하거나 연결 해제하기 위한 회로 요소로서 설계될 수 있다. 바이폴라 또는 MOS 트랜지스터, PIN 다이오드 및 릴레이와 같은 반도체 스위치들은 본 발명의 문맥에서의 회로 소자들로서 이해될 것이다. 원칙적으로, 추가의 회로 소자들이 또한 고려될 수 있다. 더욱이, 리액턴스는 전력 발생기의 주파수를 변경함으로써 또한 조정될 수 있다.
특히, 효과적이고 신속한 임피던스 정합이 관련된 액추에이터들을 갖는 복수의 리액턴스들이 제공될 때 달성될 수 있다.
본 발명의 추가적인 특징들 및 이점들은 본 발명에 필수적인 세부 사항을 보여주는 도면들을 참조로 한 본 발명의 실시예들의 하기의 설명 및 청구범위에서 알 수 있다. 도면들에 도시한 피쳐들은 반드시 축척대로 도시된 것은 아니며, 본 발명에 따른 특징들이 명확하게 보여질 수 있도록 도시되어 있다. 다양한 피쳐들이 개별적으로 또는 본 발명의 변형예들에서 임의의 원하는 조합으로 함께 구현될 수 있다.
본 발명의 실시 예들이 개략적인 도면들에 도시되어 있으며, 하기의 상세한 설명에서 더 상세하게 설명된다.
도 1은 플라즈마 공급 시스템의 개략도이다.
도 2는 복소 임피던스 평면에 의한 전력 발생기의 효율을 도시한다.
도 3은 복소 임피던스 평면상에서의 일정한 효율의 윤곽들을 도시한다.
도 4는 리액턴스 값들에 걸쳐 플롯된 일정한 반사 계수를 갖는 윤곽들을 도시한다.
도 5a-5c는 2 개의 리액턴스들에 대한 속도 프로파일들을 도시한다.
도 6은 시간에 따른 반사 계수를 도시한다.
도 1은 임피던스 정합 네트워크(11)에 의해 부하(28), 특히 플라즈마 부하에 연결된 고주파 전력 발생기(40)를 포함하는 플라즈마 공급 시스템(1)을 도시한다. 임피던스 정합 네트워크(11)는 임피던스 정합 장치(10)의 컴포넌트이다. 도시된 실시예에서, 임피던스 정합 네트워크(11)는 각각 액추에이터(12, 14, 16)에 의해 제어되는 리액턴스들(18, 20, 22)을 포함한다. 액추에이터들(12, 14, 16)은 제어기(32)에 의해 제어된다. 예를 들어 전류 및 전압, 순방향 전력 및 반사된 전력 및/또는 임피던스 값 및 위상 각을 결정하기 위한 측정 요소들(24, 26)을 포함할 수 있는 측정 장치(25)가 제어기(32)에 연결된다. 부하(28)에서 반사된 전력 또는 반사 계수가 예를 들어 측정 장치(25)에 의해 검출된 변수들을 토대로 결정될 수 있다. 반사된 전력은 부정합이 있을 때, 즉 부하(28)의 임피던스가 전력 발생기(40)의 출력 임피던스와 정합하지 않을 때 발생한다. 대안적으로 또는 부가적으로, 대응하는 측정 장치가 또한, 임피던스 정합 장치(10)의 입력단 또는 임피던스 정합 장치(10)내에 배치될 수 있다. 임피던스 정합 장치(10)는 부하(18)의 입력단에서의 부하 임피던스(27)를 임피던스 정합 장치(10)의 입력단 (즉, 전력 발생기 측)에서의 변환된 부하 임피던스(29)로 변화시킬 수 있다.
복소 부하 평면, 특히 스미스 차트에서의 궤적이 궤적 결정 유닛(30)에 의해 결정될 수 있다. 상기 궤적은 임피던스 정합이 달성되도록 결정될 수 있다. 궤적 결정 유닛(30)은, 예를 들어 가능한 한 신속하게 반사 계수를 감소시키기 위해 적어도 하나의 특정된 기준을 고려하면서 궤적을 결정하도록 설계된다. 궤적 결정 유닛이 논리 회로 유닛(34)(예를 들어, FPGA)을 포함할 때 신속한 계산 또는 결정이 이루어질 수 있다. 결정된 궤적은 부하 임피던스가 궤적을 따르도록 액추에이터들(12, 14, 16)이 제어되게 한다.
이러한 방식으로 궤적들이 향상될 수 있다. 특히, 단기간에 반사가 증가하지만 평균보다 빠른 및 느린 반사값들이 전체 정합 프로세스에 걸쳐 달성하는 것이 또한 고려될 수 있다.
예를 들어, 전력 발생기(40)의 효율은 궤적을 결정하기 위한 기준이 될수 있다.
도 2에서, 효율이 복소 부하 평면 (본 실시예에서는, 스미스 차트(60)) 상에 플롯되어 있으며, 이 경우에서는 효율 최대 값(70)은 스미스 차트(60)의 중심에 위치된다. 이는 또한 도 3의 투영도로부터 볼 수 있다. 도시된 바와 같이 라인(72)을 따라 위치(71)로부터 위치(70)로의 부하 변화의 경우에, 효율의 더 큰 증가가 있고 그러므로 예를 들어 임피던스 정합이 직접적인 경로를 따라 수행되는 경우보다 임피던스 정합이 궤적(50)을 따라 수행될 때 (도 3에서 참조 부호(73)으로 표기됨) 전력 발생기의 전력 출력이 커지게된다. 그러므로, 전력 발생기(40)의 효율은 여기에서 궤적(50)을 결정하기 위한 기준으로서 사용되었다. 보다 일반적으로는, 전력 발생기(40)의 선택된 특성이 궤적(50)을 결정하기 위한 기준으로서 사용된다.
도 4는 예시적인 임피던스 정합 네트워크의 2 개의 리액턴스들의 위치 또는 값들에 대한 일정한 반사 계수의 윤곽들(80)을 도시한다. 제 1 리액턴스의 정규화된 변수는 수평축에 플롯되고, 제 2 리액턴스의 정규화된 변수는 수직축에 플롯된다. 소정의 부하 임피던스(27)의 경우에, 0.2 미만의 반사를 갖는 범위(84)에 도달하기 위한 3 개의 서로 다른 궤적들(81, 82, 83)이 도시되어 있다. 이러한 방식으로, 도시된 실시예에서, 반사 계수는 궤적들(81 내지 83)에 의해 0.2 이하의 임계치 아래로 감소되어야 한다. 임피던스 정합 장치(10)가 거의 0.9의 반사 계수를 발생시키는 지점(87)에서 시작하여, 임피던스 정합 장치(10)에서의 리액턴스들은 변환된 부하 임피던스(29)가 반사 계수가 0.2 미만의 범위가 되도록 조정되어야만 한다. 이것은 서로 다른 궤적들에서 달성될 수 있다. 3 개의 예시적인 궤적들(81, 82, 83)이 이제 설명될 것이다. 이들 3 개의 궤적들(81, 82, 83)은 각각의 경우에 리액턴스들이 조정되는 조정 속도에 따라 다르다. 이것은 도 5a-5c에 의해 증명된다. 시간은 수평축에 플롯되고, 시간에 따른 리액턴스(예컨대, 커패시턴스)에서의 변화가 수직축에 플롯된다.
궤적(81)은 2 개의 리액턴스들(예컨대, 커패시터들)을 일정한 조정 속도로 조정함으로써 도 5a에 따라 달성되는 바, 제 1 리액턴스는 라인(81.1)을 따라 최대 조정 속도보다 낮은 속도로 조정되고, 제 2 리액턴스는 라인(81.2)을 따라 이의 최대 조정 속도로 조정된다. 선택된 실시예에서, 이들 두 리액턴스들은 동일한 최대 조정 속도를 갖는다.
궤적(82)은 상기 리액턴스들이 이의 최종 지점 (5초에서)에 도달할 때까지 즉, 목표 값이 달성될 때 까지 최대 조정 속도에서 두 리액턴스들을 조정함으로써 도 5b에 따라 달성된다. 비록 리액턴스들은 궤적들(81 및 82)에 대해 다르게 제어되더라도, 이들 리액턴스들은 대략 동일한 시점에서 목표 값에 도달한다.
궤적(83)은 먼저 최대 속도에서 제 2 리액턴스만을 조정함으로써도 5c에 따라 달성된다. 2 초에서, 제 1 리액턴스는 최대 속도로 조정되어, 3 초에 두 리액턴스들이 동시에 목표 값에 도달한다. 이것은 도 5c의 라인들 83.1과 83.2에 의해 증명된다.
도 6은 임피던스 정합 속도를 설명하기 위한 그래프이다. 시간은 수평축에 플롯되고 반사 계수는 수직축에 플롯된다. 궤적(83)은 최단 시간, 즉 가장 빠른 임피던스 정합 속도에서 0.2 미만의 반사 계수에 도달함을 알 수 있다. 궤적들(81, 82)의 결과, 0.2 미만의 반사 계수가 이후의 시점에 도달한다. 이는 궤적(83)에 따라 리액턴스들을 제어하는 것은 최단 시간에 낮은 반사 계수를 달성함을 보여준다.

Claims (17)

  1. 부하(28)의 임피던스를 전력 발생기(40)의 출력 임피던스에 정합시키는 방법에 있어서,
    a. 전력 발생기(40)에 의해 전력을 발생하는 단계와;
    b. 액추에이터(12, 14, 16)에 의해 조정될 수 있는 적어도 하나의 리액턴스(18, 20, 22)를 포함하는 임피던스 정합 장치(10)에 의해 부하(28)에 전력을 공급하는 단계로서, 상기 임피던스 정합 장치(10)는 상기 부하(18)의 입력단에서의 부하 임피던스(27)를 상기 임피던스 정합 장치(10)의 입력단에서의 변환된 부하 임피던스(29)로 변환하는 것인, 단계와;
    c. 상기 부하(28)에서 반사된 전력 또는 그에 관련된 적어도 하나의 변수를 검출 또는 결정하는 단계와;
    d. 상기 반사된 전력 또는 그에 관련된 적어도 하나의 변수에 기초하여 부정합이 있는지 여부를 체크하는 단계와;
    e. 적어도 하나의 특정된 기준에 따라 복소 부하 평면, 특히 스미스 차트(Smith chart)(60)에서의 궤적(50)을 결정하는 단계와;
    f. 상기 변형된 부하 임피던스가 상기 궤적(50)을 따르도록 상기 적어도 하나의 액추에이터(12, 14, 16)를 제어하는 단계
    를 포함하는, 부하(28)의 임피던스를 전력 발생기(40)의 출력 임피던스에 정합시키는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    복소 부하 평면 내의 궤적은 부하의 임피던스를 기술하는 평면에서의 곡선이고, 상기 평면은 부하가 복소 방식으로 임피던스로서 보여질 수 있는 것을 특징으로 하는, 부하(28)의 임피던스를 전력 발생기(40)의 출력 임피던스에 정합시키는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 반사된 전력의 감소 속도, 특정된 반사 계수의 달성 또는 상기 전력 발생기(40)의 효율이 상기 기준으로서 특정되는 것을 특징으로 하는. 부하(28)의 임피던스를 전력 발생기(40)의 출력 임피던스에 정합시키는 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    설정될 값이 각각의 리액턴스(18, 20, 22)에 대해 결정되고, 상기 설정될 값이 달성되어야 하는 조정 속도가 각 리액턴스(18, 20, 22)에 대해 결정되며, 관련 된 액추에이터들(12, 14, 16)이 그에 상응하여 제어되는 것을 특징으로 하는, 부하(28)의 임피던스를 전력 발생기(40)의 출력 임피던스에 정합시키는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    각각의 리액턴스(18, 20, 22)가 최대 조정 속도로 설정될 값을 동시에 취할 수 있도록 상기 관련된 액추에이터들(12, 14, 16)이 제어되는 것을 특징으로 하는, 부하(28)의 임피던스를 전력 발생기(40)의 출력 임피던스에 정합시키는 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 관련된 액추에이터들(12, 14, 16)은 모든 리액턴스들(18, 20, 22)이 설정될 특정 값을 동시에 취할 수 있도록 제어되는 것을 특징으로 하는, 부하(28)의 임피던스를 전력 발생기(40)의 출력 임피던스에 정합시키는 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    적어도 하나의 액추에이터(12, 14, 16)는 상기 관련된 리액턴스(18, 20, 22)의 값이 특정된 조정 속도로 변하도록 제어되고, 상기 관련된 리액턴스(18, 20, 22)의 값이 최대 조정 속도로 변하도록 적어도 하나의 액추에이터(12, 14, 16)가 제어되는 것을 특징으로 하는, 부하(28)의 임피던스를 전력 발생기(40)의 출력 임피던스에 정합시키는 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리액턴스의 최대 조정 범위 및 상기 리액턴스의 최대 조정 속도는, 리액턴스가 그 값을 변경해야 하는 속도를 특정할 때 고려되는 것을 특징으로 하는, 부하(28)의 임피던스를 전력 발생기(40)의 출력 임피던스에 정합시키는 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복소 부하 평면, 특히 스미스 차트에서의 궤적이 가능한 한 빨리 상기 반사된 전력을 감소시키도록, 상기 관련된 액추에이터의 특성이 고려되고 상기 제어가 조정되는 것을 특징으로 하는, 부하(28)의 임피던스를 전력 발생기(40)의 출력 임피던스에 정합시키는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 관련된 액추에이터들의 역학은 서로 상당히 다른 것을 특징으로 하는, 부하(28)의 임피던스를 전력 발생기(40)의 출력 임피던스에 정합시키는 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복소 부하 평면, 특히 스미스 차트(60)에서 금지 범위가 정의되고, 상기 금지 범위를 피하도록 상기 궤적(50)이 결정되는 것을 특징으로 하는, 부하(28)의 임피던스를 전력 발생기(40)의 출력 임피던스에 정합시키는 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 궤적(50)의 제 1 부분은 제 1 기준에 따라 결정되고, 상기 궤적(50)의 제 2 부분은 상이한 제 2 기준에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는, 부하(28)의 임피던스를 전력 발생기(40)의 출력 임피던스에 정합시키는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 궤적의 제 1 부분은 반사 계수 또는 반사된 전력이 특정 임계 값 아래로 떨어지도록 결정되는 것을 특징으로 하는, 부하(28)의 임피던스를 전력 발생기(40)의 출력 임피던스에 정합시키는 방법.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 기준으로서, 상기 임피던스는 상기 액추에이터들이 높은 역학을 가지거나 전원이 양호한 효율을 갖는 범위 내에 있어야 한다는 것이 특정되는 것을 특징으로 하는, 부하(28)의 임피던스를 전력 발생기(40)의 출력 임피던스에 정합시키는 방법.
  15. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 기준으로서, 상기 궤적의 종료 위치가 상기 복소 부하 평면, 특히 상기 스미스 차트의 중심에 있지 않는 것이 특정되는 것을 특징으로 하는, 부하(28)의 임피던스를 전력 발생기(40)의 출력 임피던스에 정합시키는 방법.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    반사 계수가 상기 반사된 전력과 관련된 변수로서 결정되는 것을 특징으로 하는, 부하(28)의 임피던스를 전력 발생기(40)의 출력 임피던스에 정합시키는 방법.
  17. 임피던스 정합 장치(10)에 있어서,
    액추에이터(12, 14, 16)에 의해 조정될 수 있는 적어도 하나의 리액턴스 (18, 20, 22)와, 부하(28)에서 반사된 전력 또는 그에 관련된 적어도 하나의 변수를 검출하기 위한 측정 장치(25)와, 상기 검출된 반사된 전력이나 그에 관련된 변수 및 적어도 하나의 특정 기준에 기초하여, 복소 부하 평면, 특히 스미스 차트(60)에서의 궤적(50)을 결정하는 궤적 결정 유닛(30)과, 상기 결정된 궤적(50)에 따라 상기 적어도 하나의 액추에이터(12, 14, 16)를 제어하는 제어기(32)를 포함하는, 임피던스 정합 장치(10).
KR1020187014552A 2015-10-26 2016-10-25 부하의 임피던스를 전력 발생기의 출력 임피던스에 조정시키는 방법 및 임피던스 조정 어셈블리 KR102663551B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020237028205A KR20230127362A (ko) 2015-10-26 2016-10-25 부하의 임피던스를 전력 발생기의 출력 임피던스에조정시키는 방법 및 임피던스 조정 어셈블리

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015220847.8 2015-10-26
DE102015220847.8A DE102015220847A1 (de) 2015-10-26 2015-10-26 Verfahren zur Impedanzanpassung einer Last an die Ausgangsimpedanz eines Leistungsgenerators und Impedanzanpassungsanordnung
PCT/EP2016/075597 WO2017072087A1 (de) 2015-10-26 2016-10-25 Verfahren zur impedanzanpassung einer last an die ausgangsimpedanz eines leistungsgenerators und impedanzanpassungsanordnung

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237028205A Division KR20230127362A (ko) 2015-10-26 2016-10-25 부하의 임피던스를 전력 발생기의 출력 임피던스에조정시키는 방법 및 임피던스 조정 어셈블리

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180075576A true KR20180075576A (ko) 2018-07-04
KR102663551B1 KR102663551B1 (ko) 2024-05-03

Family

ID=57286451

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187014552A KR102663551B1 (ko) 2015-10-26 2016-10-25 부하의 임피던스를 전력 발생기의 출력 임피던스에 조정시키는 방법 및 임피던스 조정 어셈블리
KR1020237028205A KR20230127362A (ko) 2015-10-26 2016-10-25 부하의 임피던스를 전력 발생기의 출력 임피던스에조정시키는 방법 및 임피던스 조정 어셈블리

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237028205A KR20230127362A (ko) 2015-10-26 2016-10-25 부하의 임피던스를 전력 발생기의 출력 임피던스에조정시키는 방법 및 임피던스 조정 어셈블리

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10818477B2 (ko)
EP (1) EP3369107B1 (ko)
JP (1) JP6785851B2 (ko)
KR (2) KR102663551B1 (ko)
CN (1) CN108292581B (ko)
DE (1) DE102015220847A1 (ko)
WO (1) WO2017072087A1 (ko)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018204587B4 (de) 2018-03-26 2019-10-24 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Verfahren zur Zündung eines Plasmas in einer Plasmakammer und Zündschaltung
EP3776577B1 (en) 2018-04-10 2023-04-19 Bayer HealthCare, LLC Independent workflow aware user interfaces for power injector system operation
DE202020102084U1 (de) 2020-04-15 2020-05-13 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Impedanzanpassungsschaltung und Plasmaversorgungssystem
DE202020103539U1 (de) 2020-06-19 2020-06-29 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Schaltbare-Reaktanz-Einheit, veränderbare Reaktanz, Hochfrequenzgenerator und Impedanzanpassungsanordnung mit einer Schaltbare-Reaktanz- Einheit
KR102240306B1 (ko) * 2020-10-08 2021-04-14 (주)에이에스엔지니어링 자동 점화위치 조정 기능을 가지는 임피던스 정합 장치 및 정합 방법
DE202021100710U1 (de) 2021-02-12 2021-02-19 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Leistungsversorgungseinrichtung und Plasmasystem
DE102021201937A1 (de) 2021-03-01 2022-09-01 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Verfahren zur Impedanzanpassung, Impedanzanpassungsanordnung und Plasmasystem
US11721525B2 (en) * 2021-11-08 2023-08-08 Applied Materials, Inc. Sensorless RF impedance matching network
DE102022111529A1 (de) 2022-05-09 2023-11-09 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Stromversorgungsanordnung, Plasmaerzeugungseinrichtung und Verfahren zur Steuerung mehrerer Plasmaprozesse
DE102022119157A1 (de) 2022-07-29 2024-02-01 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Steuerungsvorrichtung und Verfahren zur Ansteuerung einer Impedanzanpassungsschaltung für ein Plasmaerzeugungssystem sowie ein solches Plasmaerzeugungssystem

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010041558A (ja) * 2008-08-07 2010-02-18 Yokohama National Univ インピーダンス整合装置、およびインピーダンス整合方法
JP2011124192A (ja) * 2009-12-14 2011-06-23 Shindengen Electric Mfg Co Ltd インピーダンス整合装置及びそれを備えたプラズマ発生装置
US20150236728A1 (en) * 2012-09-04 2015-08-20 Pioneer Corporation Impedance matching apparatus and method, and computer program

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3923661A1 (de) * 1989-07-18 1991-01-24 Leybold Ag Schaltungsanordnung fuer die anpassung der impedanz einer plasmastrecke an einen hochfrequenzgenerator
US6259334B1 (en) * 1998-12-22 2001-07-10 Lam Research Corporation Methods for controlling an RF matching network
JP2001274651A (ja) * 2000-03-27 2001-10-05 Japan Radio Co Ltd インピーダンス整合装置、インピーダンス整合用コンダクタンス検出回路、およびインピーダンス整合方法
US7157857B2 (en) * 2003-12-19 2007-01-02 Advanced Energy Industries, Inc. Stabilizing plasma and generator interactions
JP4695362B2 (ja) * 2004-08-16 2011-06-08 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
EP2097920B1 (de) * 2007-07-23 2017-08-09 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Plasmaversorgungseinrichtung
US7839223B2 (en) * 2008-03-23 2010-11-23 Advanced Energy Industries, Inc. Method and apparatus for advanced frequency tuning
US8018164B2 (en) * 2008-05-29 2011-09-13 Applied Materials, Inc. Plasma reactor with high speed plasma load impedance tuning by modulation of different unmatched frequency sources
DE102009001355B4 (de) * 2009-03-05 2015-01-22 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Impedanzanpassungsschaltung und Verfahren zur Impedanzanpassung
JP5411683B2 (ja) 2009-12-14 2014-02-12 東京エレクトロン株式会社 インピーダンス整合装置
JP5808012B2 (ja) * 2011-12-27 2015-11-10 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US9171699B2 (en) * 2012-02-22 2015-10-27 Lam Research Corporation Impedance-based adjustment of power and frequency
US20130277333A1 (en) * 2012-04-24 2013-10-24 Applied Materials, Inc. Plasma processing using rf return path variable impedance controller with two-dimensional tuning space
US9294100B2 (en) * 2012-12-04 2016-03-22 Advanced Energy Industries, Inc. Frequency tuning system and method for finding a global optimum
US8781415B1 (en) 2013-02-07 2014-07-15 Mks Instruments, Inc. Distortion correction based feedforward control systems and methods for radio frequency power sources
US9053908B2 (en) * 2013-09-19 2015-06-09 Lam Research Corporation Method and apparatus for controlling substrate DC-bias and ion energy and angular distribution during substrate etching
US9876482B2 (en) * 2014-02-28 2018-01-23 Hitachi Kokusai Electric Inc. Matching unit and matching method
KR101907375B1 (ko) * 2014-03-24 2018-10-12 어드밴스드 에너지 인더스트리즈 인코포레이티드 고효율 제너레이터 소스 임피던스의 제어를 위한 시스템 및 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010041558A (ja) * 2008-08-07 2010-02-18 Yokohama National Univ インピーダンス整合装置、およびインピーダンス整合方法
JP2011124192A (ja) * 2009-12-14 2011-06-23 Shindengen Electric Mfg Co Ltd インピーダンス整合装置及びそれを備えたプラズマ発生装置
US20150236728A1 (en) * 2012-09-04 2015-08-20 Pioneer Corporation Impedance matching apparatus and method, and computer program

Also Published As

Publication number Publication date
CN108292581B (zh) 2020-04-21
DE102015220847A1 (de) 2017-04-27
CN108292581A (zh) 2018-07-17
US10818477B2 (en) 2020-10-27
KR102663551B1 (ko) 2024-05-03
EP3369107A1 (de) 2018-09-05
WO2017072087A1 (de) 2017-05-04
KR20230127362A (ko) 2023-08-31
US20180247795A1 (en) 2018-08-30
EP3369107B1 (de) 2021-08-04
JP6785851B2 (ja) 2020-11-18
JP2018537895A (ja) 2018-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102663551B1 (ko) 부하의 임피던스를 전력 발생기의 출력 임피던스에 조정시키는 방법 및 임피던스 조정 어셈블리
US8817509B2 (en) High frequency power supply device
JP4755566B2 (ja) 高周波プラズマ供給装置の出力エネルギーを開ループ制御するおよび／または閉ループ制御する方法およびプラズマエネルギーをプラズマ負荷に供給するための高周波プラズマ供給装置
JP2521399B2 (ja) 発電機のインピ―ダンスを未知の負荷インピ―ダンスに整合する方法及び装置
JP6619818B2 (ja) パルス高周波電源のインピーダンス整合方法および装置
HRP20200028T1 (hr) Uređaj i postupak za bežični prijenos snage između izvora dc napona
TWI523417B (zh) RF power supply system and the use of RF power supply system impedance matching method
JP2012050296A (ja) 高周波電源装置
US11936203B2 (en) Method for operating a device for wireless transfer of energy in the direction of an electrical consumer by means of inductive coupling and device
KR20220115071A (ko) 유도 결합에 의해 전기 소비재의 방향으로 에너지를 무선으로 전달하기 위한 장치를 동작시키기 위한 방법, 장치 및 시스템
US8976544B2 (en) Resonant circuit inverter with controllable operating point
TW201801444A (zh) 諧振式無線電源發送電路及其控制方法
US20160322967A1 (en) Circuit constant variable circuit
US20240006156A1 (en) Method for impedance matching, impedance matching arrangement and plasma system
CN107896083A (zh) 一种电机速度调节方法及装置
JP5708988B2 (ja) 高周波電源装置
US9966892B2 (en) Electronic magnetic bearing controller with an automatic reactive power compensation device
US10205347B2 (en) Power supply device and power supply method
US10447281B2 (en) Phase adjusting circuit, inverter circuit, and power supply system
KR20230064902A (ko) 플라즈마 전력 공급 시스템 및 이의 전력 공급 방법
KR20230120165A (ko) 플라즈마 발생 장치 및 그 제어 방법
JP2021190399A (ja) 誘電加熱システム
KR20200080168A (ko) 임피던스 정합 장치 및 임피던스 정합 방법
WO2020111214A1 (ja) 高周波加熱装置
TWI532288B (zh) 控制電能效率的系統和方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL NUMBER: 2023101001786; TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20230818

Effective date: 20240228

GRNO Decision to grant (after opposition)
GRNT Written decision to grant