KR20200052531A - Plasma power apparatus with rapid response to load variations and its control method - Google Patents

Plasma power apparatus with rapid response to load variations and its control method Download PDF

Info

Publication number
KR20200052531A
KR20200052531A KR1020180135556A KR20180135556A KR20200052531A KR 20200052531 A KR20200052531 A KR 20200052531A KR 1020180135556 A KR1020180135556 A KR 1020180135556A KR 20180135556 A KR20180135556 A KR 20180135556A KR 20200052531 A KR20200052531 A KR 20200052531A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
high frequency
control signal
output
voltage
Prior art date
Application number
KR1020180135556A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102143178B1 (en
Inventor
유승희
김영철
김종운
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 KR1020180135556A priority Critical patent/KR102143178B1/en
Publication of KR20200052531A publication Critical patent/KR20200052531A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102143178B1 publication Critical patent/KR102143178B1/en

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
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS 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
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters

Abstract

A plasma power apparatus with rapid response to load variations according to the present invention, comprises: a rectifier configured to rectify a three phase voltage into a direct current voltage; a DC/DC converter configured to be controlled by a voltage control signal so that the direct current voltage output from the rectifier is converted into a second direct current voltage; a smoothing unit configured to smooth the second direct current voltage; a first high frequency power amplifier configured to be controlled by a first amplification control signal and amplify the second direct current voltage for outputting a first high frequency signal; a second high frequency power amplifier configured to be controlled by a second amplification control signal and amplify the second direct current voltage for outputting a second high frequency signal; a first coupling transformer configured to induce the first high frequency signal to a secondary side for outputting the induced first high frequency signal; a second coupling transformer configured to induce the second high frequency signal to a secondary side for outputting the induced second high frequency signal; a first resonator outputting a first resonance signal from the induced first high frequency signal; a second resonator outputting a second resonance signal from the induced second high frequency signal; a combiner combining the first resonance signal with the second resonance signal to output a combined high frequency power signal; an RF sensor disposed between the combiner and an RF load and detecting an electrical signal to output the electrical detection signal; and a controller outputting the voltage control signal, the first amplification control signal and the second amplification signal by using an externally applied control signal and the electrical detection signal.

Description

부하 변동에 속응성을 가진 플라즈마 파워 장치 및 그의 제어 방법{PLASMA POWER APPARATUS WITH RAPID RESPONSE TO LOAD VARIATIONS AND ITS CONTROL METHOD}Plasma power device with fast response to load fluctuation and control method therefor {PLASMA POWER APPARATUS WITH RAPID RESPONSE TO LOAD VARIATIONS AND ITS CONTROL METHOD}

본 발명은 플라즈마 파워 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부하 변동에 빠르게 응답할 수 있는 플라즈마 파워 장치 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma power device, and more particularly, to a plasma power device capable of quickly responding to load fluctuations and a control method thereof.

플라스마 에칭(plasma etching)은 반도체 제조 공정에서 빈번히 사용된다. 플라스마 에칭에서, 이온은 기판 상에 노출된 표면을 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 in semiconductor manufacturing processes. In plasma etching, ions are accelerated by an electric field to etch the surface exposed on the 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 부하를 포함할 수 있다. 고주파 전력 신호는 집적회로(IC)들, 솔라 패널, 콤팩트 디스크(CD), 및/또는 DVD와 같은 다양한 부품들을 제조하기 위하여 부하를 구동하도록 사용된다. 부하는 광대역 미스매치 부하(broadband mismatched loads, 예를 들면, 미스매치 저항기 종단), 협대역 미스매치 부하(예를 들면, 2-소자 매칭 네트워크), 및 공진기 (resonator) 부하를 갖는 케이블들을 포함할 수 있다.The high frequency power system may include loads such as a high frequency generator, a matching network, and a plasma chamber. High frequency power signals are used to drive loads to manufacture various components such as integrated circuits (ICs), solar panels, compact discs (CDs), and / or DVDs. Loads include cables with broadband mismatched loads (e.g., mismatched resistor terminations), narrowband mismatched loads (e.g., two-element matching networks), and resonator loads. Can be.

고주파 전력 신호는 공진 네트워크에 수신된다. 공진 네트워크는 공진 네트워크의 입력 임피던스를 고주파 발생기와 공진 네트워크 사이의 전송 라인의 특성 임피던스에 매칭한다. 임피던스 매칭은 플라스마 챔버를 향하여 순방향으로 공진 네트워크에 인가되는 공진 네트워크의 전력량("순방향 전력")을 최소화하는 데에 도움을 주며, 공진 네트워크로부터 고주파 발생기로 반사되는 전력량("역방향 전력")을 최소화하는 데에 도움을 준다. 임피던스 매칭은 공진 네트워크로부터 플라즈마 챔버로의 순방향 전력 출력을 최대화하는 데에 도움을 준다.The high frequency power signal is received in the resonant network. The resonant network matches the input impedance of the resonant network to the characteristic impedance of the transmission line between the high frequency generator and the resonant network. Impedance matching helps to minimize the amount of power ("forward power") of the resonant network applied to the resonant network in the forward direction towards the plasma chamber, while minimizing the amount of power ("reverse power") reflected from the resonant network to the high frequency generator. To help. Impedance matching helps to maximize forward power output from the resonant network to the plasma chamber.

고주파 신호를 부하에 인가하는 데에는 다양한 방법이 있다. 일례에 따르면, 연속파(continuous wave) 신호를 부하에 적용하는 것이다. 연속파 신호는 일반적으로 고주파 전원장치에 의해 부하로 연속적으로 출력되는 정현파(sinusoidal wave)이다. 연속파 접근법에서, 고주파 신호는 정현파 출력을 추정하고, 정현파의 진폭 및/또는 주파수는 부하에 적용되는 출력 전력을 변경하기 위하여 다양할 수 있다. 또 다른 접근법은, 서로 다른 전위를 갖는 전압을 중첩함으로써 고주파 신호를 부하에 인가할 수 있다.There are various methods for applying a high frequency signal to a load. According to an example, a continuous wave signal is applied to a load. Continuous wave signals are generally sinusoidal waves that are continuously output to a load by a high frequency power supply. In the continuous wave approach, the high frequency signal estimates the sinusoidal output, and the amplitude and / or frequency of the sinusoidal wave can be varied to change the output power applied to the load. Another approach is to apply high frequency signals to the load by superimposing voltages with different potentials.

한국등록특허 10-1287598호 RF 전력발생기 및 그 작동방법Korea Patent Registration No. 10-1287598 RF power generator and its operation method

그런데, 연속파 접근법이나 전압 중첩법은 부하에 인가되는 전압 레벨을 제어하여 고주파 신호를 생성하므로 플라즈마 처리 챔버 내에서 연속적으로 다양하게 발생하는 부하 변동에 속응성 있게 대응하지 못한다는 단점이 있다. However, since the continuous wave approach or the voltage superposition method generates a high frequency signal by controlling the voltage level applied to the load, there is a disadvantage that it cannot respond swiftly to load variations occurring continuously in the plasma processing chamber.

이에 본 발명은 전압 레벨 제어와 위상차 제어를 연속적이고도 교번적으로 수행함으로써 부하 변동에 빠르게 응답할 수 있는 플라즈마 파워 장치 및 그의 제어 방법을 제공함에 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a plasma power device and a control method thereof that can rapidly respond to load fluctuations by continuously and alternately performing voltage level control and phase difference control.

또한, 본 발명은 전압 레벨 제어와 위상차 제어를 별도의 유닛을 통해 수행함으로써 제어의 용이성을 극대화할 수 있는 플라즈마 파워 장치 및 그의 제어 방법을 제공함에 다른 목적이 있다. Another object of the present invention is to provide a plasma power device and a control method thereof that can maximize the ease of control by performing voltage level control and phase difference control through separate units.

본 발명에 따른 부하 변동에 속응성을 가진 플라즈마 파워 장치는, 전압 제어 신호에 제어되어 제1 직류 전압을 제2 직류 전압으로 변환하도록 구성된 DC/DC 컨버터; 제1 증폭 제어 신호에 제어되고, 상기 제2 직류 전압을 증폭하여 제1 고주파 신호를 출력하도록 구성된 제1 고주파 전력 증폭기; 제2 증폭 제어 신호에 제어되고, 상기 제2 직류 전압을 증폭하여 제2 고주파 신호를 출력하도록 구성된 제2 고주파 전력 증폭기; 상기 제1 고주파 신호를 2차측에 유도하여 유도된 제1 고주파 신호를 출력하도록 구성된 제1 결합용 변압기; 상기 제2 고주파 신호를 2차측에 유도하여 유도된 제2 고주파 신호를 출력하도록 구성된 제2 결합용 변압기; 상기 유도된 제1 고주파 신호로부터 제1 공진 신호를 출력하는 제1 공진기; 상기 유도된 제2 고주파 신호로부터 제2 공진 신호를 출력하는 제2 공진기; 상기 제1 공진 신호와 상기 제2 공진 신호를 결합하여 결합된 고주파 전력 신호를 출력하는 컴바이너; 상기 컴바이너와 상기 RF 부하 사이에 배치되고, 전기적 신호를 검출하여 전기적 검출 신호를 출력하는 RF 센서; 및 외부에서 인가되는 컨트롤 신호와 상기 전기적 검출 신호를 이용하여 상기 전압 제어 신호, 제1 증폭 제어 신호 및 제2 증폭 제어 신호를 출력하는 컨트롤러를 포함한다. A plasma power device having speed response to load fluctuation according to the present invention includes: a DC / DC converter configured to convert a first DC voltage into a second DC voltage by being controlled by a voltage control signal; A first high frequency power amplifier controlled by a first amplification control signal and configured to amplify the second DC voltage and output a first high frequency signal; A second high frequency power amplifier controlled by a second amplification control signal and configured to amplify the second DC voltage and output a second high frequency signal; A first coupling transformer configured to induce the first high frequency signal to a secondary side and output the induced first high frequency signal; A second coupling transformer configured to induce the second high frequency signal and output the second high frequency signal derived therefrom; A first resonator for outputting a first resonance signal from the induced first high frequency signal; A second resonator for outputting a second resonance signal from the induced second high frequency signal; A combiner for combining the first resonance signal and the second resonance signal to output a combined high-frequency power signal; An RF sensor disposed between the combiner and the RF load and detecting an electrical signal to output an electrical detection signal; And a controller that outputs the voltage control signal, the first amplification control signal, and the second amplification control signal using an externally applied control signal and the electrical detection signal.

바람직하게는, 상기 컴바이너는 3dB 커플러이고, 제1 입력 터미널에 상기 제1 공진 신호를, 제2 입력 터미널에 상기 제2 공진 신호를 각각 입력받고, 제1 출력 터미널에 상기 RF 부하를, 제2 출력 터미널에 종단 임피던스를 결합하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the combiner is a 3dB coupler, and receives the first resonance signal to the first input terminal and the second resonance signal to the second input terminal, and applies the RF load to the first output terminal. It is characterized by combining termination impedance with 2 output terminals.

바람직하게는, 상기 컨트롤러는 상기 RF 부하로 출력되는 상기 결합된 고주파 전력 신호의 전체 범위에서 상기 제1 증폭 제어 신호와 상기 제2 증폭 제어 신호의 위상차를 변경하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the controller is characterized by changing the phase difference between the first amplification control signal and the second amplification control signal in the entire range of the combined high-frequency power signal output to the RF load.

바람직하게는, 상기 컨트롤러는 상기 RF 부하로 출력되는 상기 결합된 고주파 전력 신호가 최소 전력값으로부터 최대 전력값에 도달하기까지 상기 제1 증폭 제어 신호와 상기 제2 증폭 제어 신호의 위상차가 -90도 내지 90도 범위에서 반복적으로 오르내리도록 제어하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the controller has a phase difference of -90 degrees between the first amplification control signal and the second amplification control signal until the combined high frequency power signal output to the RF load reaches a maximum power value from a minimum power value. It characterized in that it is controlled to repeatedly rise and fall in the range of 90 degrees.

바람직하게는, 상기 컨트롤러는, 상기 제1 증폭 제어 신호와 상기 제2 증폭 제어 신호의 위상차가 양(+)인 구간에서 상기 DC/DC 컨버터로부터 출력되는 전압 레벨이 소정의 동일 전압 레벨에 머물도록 상기 전압 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the controller, so that the voltage level output from the DC / DC converter stays at the same voltage level in a section in which the phase difference between the first amplification control signal and the second amplification control signal is positive (+). And generating the voltage control signal.

바람직하게는, 상기 컨트롤러는, 상기 제1 증폭 제어 신호와 상기 제2 증폭 제어 신호의 위상차가 음(-)인 구간에서 상기 DC/DC 컨버터로부터 출력되는 전압 레벨이 상승하도록 상기 전압 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the controller generates the voltage control signal such that a voltage level output from the DC / DC converter rises in a section in which the phase difference between the first amplification control signal and the second amplification control signal is negative (-). It is characterized by.

바람직하게는, 상기 컨트롤러는, 상기 DC/DC 컨버터에 인가되는 전압 제어 신호와 상기 제1 및 제2 고주파 전력 증폭기에 인가되는 제1 및 제2 증폭 제어 신호를 교번적으로 출력하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the controller is characterized in that it alternately outputs a voltage control signal applied to the DC / DC converter and first and second amplification control signals applied to the first and second high-frequency power amplifiers. .

또한, 본 발명에 따른 부하 변동에 속응성을 가진 플라즈마 파워 장치의 제어 방법은, DC/DC 컨버터가 전압 제어 신호에 제어되어 제1 직류 전압을 제2 직류 전압으로 변환하는 단계; 제1 고주파 전력 증폭기가 제1 증폭 제어 신호에 제어되어 상기 제2 직류 전압을 증폭하여 제1 고주파 신호를 출력하는 단계; 제2 고주파 전력 증폭기가 제2 증폭 제어 신호에 제어되어 상기 제2 직류 전압을 증폭하여 제2 고주파 신호를 출력하는 단계; 제1 결합용 변압기가 상기 제1 고주파 신호를 2차측에 유도하여 유도된 제1 고주파 신호를 출력하는 단계; 제2 결합용 변압기가 상기 제2 고주파 신호를 2차측에 유도하여 유도된 제2 고주파 신호를 출력하는 단계; 제1 공진기가 상기 유도된 제1 고주파 신호로부터 제1 공진 신호를 출력하는 단계; 제2 공진기가 상기 유도된 제2 고주파 신호로부터 제2 공진 신호를 출력하는 단계; 컴바이너가 상기 제1 공진 신호와 상기 제2 공진 신호를 결합하여 결합된 고주파 전력 신호를 출력하는 단계; RF 센서가 상기 컴바이너와 상기 RF 부하 사이에 배치되어 전기적 신호를 검출하여 전기적 검출 신호를 출력하는 단계; 및 컨트롤러가 외부에서 인가되는 컨트롤 신호와 상기 전기적 검출 신호를 이용하여 상기 전압 제어 신호, 제1 증폭 제어 신호 및 제2 증폭 제어 신호를 출력하는 단계를 포함한다.In addition, the control method of the plasma power device having a rapid response to load fluctuations according to the present invention includes: a DC / DC converter controlled by a voltage control signal to convert a first DC voltage into a second DC voltage; A first high frequency power amplifier controlled by a first amplification control signal to amplify the second DC voltage to output a first high frequency signal; A second high frequency power amplifier controlled by a second amplification control signal to amplify the second DC voltage to output a second high frequency signal; A first coupling transformer inducing the first high frequency signal to a secondary side to output the induced first high frequency signal; A second coupling transformer inducing the second high frequency signal to the secondary side to output the induced second high frequency signal; A first resonator outputting a first resonant signal from the induced first high frequency signal; A second resonator outputting a second resonant signal from the induced second high frequency signal; A combiner combining the first resonant signal and the second resonant signal to output a combined high-frequency power signal; An RF sensor is disposed between the combiner and the RF load to detect an electrical signal and output an electrical detection signal; And outputting the voltage control signal, the first amplification control signal, and the second amplification control signal by using a control signal and an electrical detection signal applied from the outside.

본 발명의 플라즈마 파워 장치에 따르면, 전압 레벨 제어와 위상차 제어를 연속적이고도 교번적으로 수행함으로써 부하 변동에 빠르게 응답할 수 있고, 전압 레벨 제어와 위상차 제어를 별도의 유닛을 통해 수행함으로써 제어의 용이성을 극대화할 수 있다. According to the plasma power device of the present invention, the voltage level control and the phase difference control can be continuously and alternately performed to rapidly respond to load fluctuations, and the voltage level control and the phase difference control are performed through separate units, thereby facilitating control. Can be maximized.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 파워 장치의 전체 블록도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 컴바이너 회로도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고주파 전력 증폭부의 출력 전압 파형도,
도 4a는 본 발명의 일실시예에 따른 컴바이너의 부하 전력 그래프,
도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 컴바이너 내 종단 저항의 전력 그래프,
도 4c는 본 발명의 일실시예에 따른 DC/DC 컨버터의 출력 전압 그래프,
도 4d는 본 발명의 일실시예에 따른 고주파 전력 증폭부의 위상차 그래프,
도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 컴바이너 내 종단 저항의 전력 그래프, 및
도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고주파 전력 증폭부의 위상차 그래프이다.1 is an overall block diagram of a plasma power device according to an embodiment of the present invention,
2 is a combiner circuit diagram according to an embodiment of the present invention,
3 is an output voltage waveform diagram of a high-frequency power amplification unit according to an embodiment of the present invention,
Figure 4a is a load power graph of the combiner according to an embodiment of the present invention,
Figure 4b is a power graph of the termination resistance in the combiner according to an embodiment of the present invention,
Figure 4c is a graph of the output voltage of the DC / DC converter according to an embodiment of the present invention,
Figure 4d is a phase difference graph of a high-frequency power amplifier according to an embodiment of the present invention,
Figure 5a is a power graph of the termination resistor in the combiner according to another embodiment of the present invention, and
5B is a phase difference graph of a high-frequency power amplifier according to another embodiment of the present invention.

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.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 파워 장치의 전체 블록도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 컴바이너 회로도, 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고주파 전력 증폭부의 출력 전압 파형도이다.1 is an overall block diagram of a plasma power device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a combiner circuit diagram according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a high-frequency power amplification according to an embodiment of the present invention. It is a negative output voltage waveform.

본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 파워 장치는 EMI 필터(103), 정류기(105), DC/DC 컨버터(110), 보조 DC/DC 컨버터(115), 팬(120), 평활부(123), 고주파 전력 증폭부(125, 135), 결합용 변압부(130, 140), 공진기(145, 150), 컴바이너(155), RF 센서(165), RF 부하(160), 및 컨트롤러(170)를 포함한다.Plasma power device according to an embodiment of the present invention EMI filter 103, rectifier 105, DC / DC converter 110, auxiliary DC / DC converter 115, fan 120, smoothing unit 123 , High-frequency power amplification unit (125, 135), the transformer transformer (130, 140), resonators (145, 150), combiner (155), RF sensor (165), RF load 160, and the controller ( 170).

EMI 필터(103)는 입력되는 3상 상용 전원에 포함된 전자기파의 노이즈를 차폐하는 기능을 담당한다.EMI filter 103 is responsible for shielding the noise of the electromagnetic wave included in the input three-phase commercial power.

정류기(105)는 EMI 필터(103)로부터 3상 전압을 직류 전압으로 정류하여 출력한다.The rectifier 105 rectifies and outputs a three-phase voltage to the DC voltage from the EMI filter 103.

DC/DC 컨버터(110)는 컨트롤러(170)로부터 출력되는 전압 제어 신호(Vcon)에 제어되어 정류기(105)로부터 출력되는 직류 전압을 제2 직류 전압으로 변환한다. 여기서, 제2 직류 전압은 다양한 레벨의 전압일 수 있다.The DC / DC converter 110 is controlled by the voltage control signal Vcon output from the controller 170 to convert the DC voltage output from the rectifier 105 into a second DC voltage. Here, the second DC voltage may be various levels of voltage.

보조 DC/DC 컨버터(115)는 정류기(105)로부터 출력되는 직류 전압을 보조 전원용 직류 전압으로 변환하고, 팬(120), DC/DC 컨버터(110), 및 컨트롤러(170)에 공급한다. The auxiliary DC / DC converter 115 converts the DC voltage output from the rectifier 105 into a DC voltage for auxiliary power, and supplies it to the fan 120, the DC / DC converter 110, and the controller 170.

평활부(123)는 DC/DC 컨버터(110)로부터 출력되는 직류 전압을 평활화한다.The smoothing unit 123 smoothes the DC voltage output from the DC / DC converter 110.

고주파 전력 증폭부(125, 135)는 DC-DC 컨버터(110)로부터 출력되는 소정 레벨의 직류 전압을 증폭하여 펄스 파형의 고주파 신호를 생성한다. 고주파 전력 증폭부(125, 135)는 다양한 부하 조건에 따른 전압 및 주파수를 생성하기 위하여 2개 이상의 전력 증폭기를 병렬 운전할 수 있다. 본 발명의 일실시예에서는 2개의 전력 증폭기(125, 135)를 사용한다. 제1 고주파 전력 증폭기(125)와 제2 고주파 전력 증폭기(135)는 각각 컨트롤러(170)로부터 출력되는 제1 증폭 제어 신호(Pcon1)와 제2 증폭 제어 신호(Pcon2)에 제어되고, 상호 위상이 같거나 다른 제1 고주파 신호(v1)와 제2 고주파 신호(v2)를 출력한다. 여기서, 제1 고주파 신호(v1)의 위상과 제2 고주파 신호(v2)의 위상이 상호 다르다는 것은, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 고주파 신호(v1)의 위상과 대비하여 제2 고주파 신호(v2)의 위상이 뒤지거나 앞설 수 있다.The high frequency power amplifiers 125 and 135 amplify a DC voltage of a predetermined level output from the DC-DC converter 110 to generate a high frequency signal having a pulse waveform. The high-frequency power amplifiers 125 and 135 may operate two or more power amplifiers in parallel to generate voltages and frequencies according to various load conditions. In one embodiment of the present invention, two power amplifiers 125 and 135 are used. The first high-frequency power amplifier 125 and the second high-frequency power amplifier 135 are respectively controlled by the first amplification control signal Pcon1 and the second amplification control signal Pcon2 output from the controller 170 and have mutual phase. The same or different first high frequency signal v1 and second high frequency signal v2 are output. Here, the phase of the first high-frequency signal (v1) and the phase of the second high-frequency signal (v2) is different from each other, as shown in Figure 2, the second high-frequency signal in contrast to the phase of the first high-frequency signal (v1) The phase of (v2) may lag or lead.

결합용 변압부(130, 140)는 고주파 전력 증폭부(125, 135)로부터 출력되는 펄스 파형의 고주파 전력 신호를 2차측에 유도하며, 1차측과 2차측을 전기적으로 절연함으로써 사용자가 RF 부하에 포함된 플라즈마 챔버를 접촉하는 경우 감전사고를 예방할 수 있다.The coupling transformers 130 and 140 induce a high frequency power signal having a pulse waveform output from the high frequency power amplifying units 125 and 135 to the secondary side, and electrically insulate the primary side and the secondary side to allow the user to connect to the RF load. When the included plasma chamber is contacted, an electric shock accident can be prevented.

공진기(145, 150)는 직병렬로 결합된 인덕터와 캐패시터를 구비하고, 결합용 변압부(130, 140)의 2차측에 유도된 고주파 신호로부터 소정의 공진 주파수를 가진 사인파형의 공진 신호를 출력한다. 여기서, 제1 공진기(145)는 제1 공진 신호(vR1)를 출력하고, 제2 공진기(150)는 제2 공진 신호(vR2)를 출력한다. 한편, 제1 공진 신호(vR1)의 위상과 제2 공진 신호(vR2)의 위상은 상호 같거나 다를 수 있다. 여기서, 제1 공진 신호(vR1)의 위상과 제2 공진 신호(vR2)의 위상이 다르다는 것은 제1 공진 신호(vR1)의 위상과 대비하여 제2 공진 신호(vR2)의 위상이 뒤지거나 앞설 수 있다. 일실시예에 따르면, 공진 신호의 공진 주파수는 13.56MHz일 수 있다.The resonators 145 and 150 are provided with inductors and capacitors coupled in series and parallel, and output a sine-wave resonant signal having a predetermined resonant frequency from a high-frequency signal induced on the secondary side of the coupling transformers 130 and 140. do. Here, the first resonator 145 outputs the first resonant signal vR1, and the second resonator 150 outputs the second resonant signal vR2. Meanwhile, the phase of the first resonant signal vR1 and the phase of the second resonant signal vR2 may be the same or different. Here, the phase of the first resonant signal vR1 and the phase of the second resonant signal vR2 are different from the phase of the first resonant signal vR1, so that the phase of the second resonant signal vR2 may lag or lead. have. According to an embodiment, the resonance frequency of the resonance signal may be 13.56 MHz.

컴바이너(155)는 3dB 커플러로 구성될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 공진 신호(vR1)를 제1 터미널(T1)에, 제2 공진 신호(vR2)를 제2 터미널(T2)에 각각 입력받고, 부하측 터미널(T3)과 종단 터미널(T4)을 출력측에 결합하며, 종단 터미널(T4)에는 종단 임피던스(Z)가 결합될 수 있다. 컴바이너(155)는 제1 공진 신호(vR1)와 제2 공진 신호(vR2)를 결합하여 결합된 고주파 전력 신호를 출력한다. 제1 공진 신호(vR1)의 위상이 제2 공진 신호(vR2)의 위상보다 90도 앞서면, 결합된 고주파 전력 신호는 부하측 터미널(T3)로 거의 대부분 출력될 수 있다. 제1 공진 신호(vR1)의 위상이 제2 공진 신호(vR2)의 위상보다 90도 뒤지면, 결합된 고주파 전력 신호는 종단 터미널(T4)로 거의 대부분 출력될 수 있다. 그리고 제1 공진 신호(vR1)의 위상과 제2 공진 신호(vR2)의 위상이 동일하면, 결합된 고주파 전력 신호는 부하측 터미널(T3)과 종단 터미널(T4)로 절반씩 출력될 수 있다. 한편, 종단 임피던스(Z)는 소정의 저항값을 갖는 저항일 수 있고, 종단 터미널(T4)을 통해 인가되는 고주파 전력 신호에 의해 종단 저항에 발생하는 열은 팬(120)을 이용하여 방출할 수 있다.The combiner 155 may be configured with a 3dB coupler. As illustrated in FIG. 3, the first resonant signal vR1 is input to the first terminal T1, the second resonant signal vR2 is input to the second terminal T2, and the load-side terminal T3 is terminated. The terminal T4 is coupled to the output side, and the terminal impedance T4 may be coupled to the terminal terminal T4. The combiner 155 combines the first resonant signal vR1 and the second resonant signal vR2 to output a combined high-frequency power signal. If the phase of the first resonant signal vR1 is 90 degrees ahead of the phase of the second resonant signal vR2, the combined high-frequency power signal can be almost output to the load-side terminal T3. When the phase of the first resonant signal vR1 is 90 degrees behind the phase of the second resonant signal vR2, the combined high-frequency power signal can be almost output to the termination terminal T4. And, when the phase of the first resonant signal vR1 and the phase of the second resonant signal vR2 are the same, the combined high-frequency power signal may be output in half to the load-side terminal T3 and the end terminal T4. Meanwhile, the termination impedance Z may be a resistance having a predetermined resistance value, and heat generated in the termination resistance by the high frequency power signal applied through the termination terminal T4 may be discharged using the fan 120. have.

이와 같이, 제1 고주파 신호(v1)의 위상과 제2 고주파 신호(v2)의 위상을 제어함으로써 제1 공진 신호(vR1)의 위상과 제2 공진 신호(vR2)의 위상을 조절할 수 있고, 이에 따라 RF 부하로 출력되는 결합된 고주파 전력 신호를 조절할 수 있다.In this way, the phase of the first resonant signal vR1 and the phase of the second resonant signal vR2 can be adjusted by controlling the phase of the first high frequency signal v1 and the phase of the second high frequency signal v2. Accordingly, the combined high frequency power signal output to the RF load can be adjusted.

RF 센서(165)는 컴바이너(155)와 RF 부하(160) 사이에 배치되고, 전기적 신호를 검출하여 전기적 검출 신호를 출력한다. 여기서, 전기적 검출 신호는 검출전류값(Is), 검출전압값(Vs), 컴바이너(155)로부터 RF 부하(160)로 공급되는 포워드 전력(PFWD), 및 RF 부하(160)로부터 컴바이너(155)로 반사되는 반사전력(PREF) 중 적어도 어느 하나 이상일 수 있다. The RF sensor 165 is disposed between the combiner 155 and the RF load 160 and detects an electrical signal and outputs an electrical detection signal. Here, the electrical detection signal includes a detection current value (Is), a detection voltage value (Vs), forward power (PFWD) supplied from the combiner 155 to the RF load 160, and a combination from the RF load 160. It may be at least one or more of the reflected power (PREF) reflected by you (155).

컨트롤러(170)는 외부에서 인가되는 컨트롤 신호(Scon)와 RF 센서(165)로부터 출력되는 전기적 검출 신호를 이용하여 전압 제어 신호(Vcon), 제1 증폭 제어 신호(Pcon1) 및 제2 증폭 제어 신호(Pcon2)를 생성한다.The controller 170 uses a control signal Scon applied from the outside and an electrical detection signal output from the RF sensor 165 to control the voltage control signal Vcon, the first amplification control signal Pcon1, and the second amplification control signal. Create (Pcon2).

한편, 컴바이너(155) 내 종단 저항에 흘러드는 고주파 전력 신호의 양이 적을수록 장치의 효율을 향상시킬 수 있음은 당연하다. 그런데, DC/DC 컨버터(110)로부터 출력되는 전압 레벨을 제어하여 RF 부하(160)의 다양한 상황에 속응성 있게 대처하기는 곤란하다. On the other hand, it is natural that the efficiency of the device can be improved as the amount of the high-frequency power signal flowing into the terminating resistor in the combiner 155 can be improved. However, it is difficult to promptly cope with various situations of the RF load 160 by controlling the voltage level output from the DC / DC converter 110.

따라서 본 발명에서는 DC/DC 컨버터(110)로부터 출력되는 전압 레벨을 제어함과 아울러 결합된 고주파 전력 신호의 전체 범위에 걸쳐 제1 고주파 전력 증폭기(125)에 인가되는 제1 증폭 제어 신호(Pcon1)와 제2 고주파 전력 증폭기(135)에 인가되는 제2 증폭 제어 신호(Pcon2)의 위상차를 변경함으로써 RF 부하의 변동에 빠르게 대처할 수 있도록 한다.Therefore, in the present invention, while controlling the voltage level output from the DC / DC converter 110, the first amplification control signal Pcon1 applied to the first high frequency power amplifier 125 over the entire range of the combined high frequency power signal. And the second amplification control signal Pcon2 applied to the second high-frequency power amplifier 135 by changing the phase difference, so as to quickly cope with fluctuations in the RF load.

또한, 본 발명에서는 전압 제어와 위상 제어를 서로 다른 유닛에서 수행하게 함으로써 RF 부하에 제공되는 고주파 전력을 더욱 쉽게 제어할 수 있도록 한다.In addition, in the present invention, by performing voltage control and phase control in different units, it is possible to more easily control the high-frequency power provided to the RF load.

도 4a는 본 발명의 일실시예에 따른 컴바이너의 부하 전력 그래프이고, 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 컴바이너 내 종단 저항의 전력 그래프이고, 도 4c는 본 발명의 일실시예에 따른 DC/DC 컨버터(110)의 출력 전압 그래프이고, 도 4d는 본 발명의 일실시예에 따른 고주파 전력 증폭부에 인가되는 제1 증폭 제어 신호와 제2 증폭 제어 신호의 위상차 그래프이다.Figure 4a is a load power graph of the combiner according to an embodiment of the present invention, Figure 4b is a power graph of the termination resistance in the combiner according to an embodiment of the present invention, Figure 4c is an embodiment of the present invention A graph of the output voltage of the DC / DC converter 110 according to FIG. 4D is a phase difference graph of the first amplification control signal and the second amplification control signal applied to the high-frequency power amplification unit according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따르면, 컴바이너(155)를 통해 RF 부하(160)로 공급되는 고주파 전력 신호가 최대 전력값에 도달하기까지 전체 범위에 걸쳐 컨트롤러(170)로부터 출력되는 제1 증폭 제어 신호(Pcon1)와 제2 증폭 제어 신호(Pcon2)의 위상차를 변경함으로써 부하 변동에 신속하게 대응할 수 있다. 구체적으로, 제1 증폭 제어 신호(Pcon1)와 제2 증폭 제어 신호(Pcon2)의 위상차가 -90도 내지 90도 범위를 반복적으로 오르내릴 수 있다. According to the present invention, the first amplification control signal Pcon1 output from the controller 170 over the entire range until the high frequency power signal supplied to the RF load 160 through the combiner 155 reaches the maximum power value ) And the second amplification control signal Pcon2 by changing the phase difference, it is possible to quickly respond to load fluctuations. Specifically, the phase difference between the first amplification control signal Pcon1 and the second amplification control signal Pcon2 may repeatedly rise and fall in the range of -90 degrees to 90 degrees.

이러한 경우, 도 4c에 도시된 바와 같이 제1 증폭 제어 신호(Pcon1)와 제2 증폭 제어 신호(Pcon2)의 위상차가 양(+)의 구간에서는 DC/DC 컨버터(110)로부터 출력되는 전압 레벨은 제1 레벨(VL1), 제2 레벨(VL2), 제3 레벨(VL3)에 머물고, 제1 증폭 제어 신호(Pcon1)와 제2 증폭 제어 신호(Pcon2)의 위상차가 음(-)의 구간에서는 DC/DC 컨버터(110)로부터 출력되는 전압 레벨은 선형적으로 상승하도록 DC/DC 컨버터(110)에 전압 제어 신호(Vcon)를 인가할 수 있다. In this case, as illustrated in FIG. 4C, in a phase in which the phase difference between the first amplification control signal Pcon1 and the second amplification control signal Pcon2 is positive (+), the voltage level output from the DC / DC converter 110 is In the first level VL1, the second level VL2, and the third level VL3, the phase difference between the first amplification control signal Pcon1 and the second amplification control signal Pcon2 is negative (-) The voltage control signal Vcon may be applied to the DC / DC converter 110 so that the voltage level output from the DC / DC converter 110 rises linearly.

한편, RF 부하(160)의 변동성을 감안할 때 DC/DC 컨버터(110)를 이용한 전압 레벨 제어와, 고주파 전력 증폭부(125, 135)를 이용한 위상차 제어를 동시적으로 수행하는 것은 결코 쉽지 않다.On the other hand, considering the variability of the RF load 160, it is never easy to simultaneously perform the voltage level control using the DC / DC converter 110 and the phase difference control using the high frequency power amplifiers 125 and 135.

따라서 본 발명에서는 RF 부하(160)의 변동성을 감안할 때 DC/DC 컨버터(110)를 이용한 전압 레벨 제어와, 고주파 전력 증폭부(125, 135)를 이용한 위상차 제어를 교번적으로 수행하게 한다.Therefore, in the present invention, in consideration of the variability of the RF load 160, the voltage level control using the DC / DC converter 110 and the phase difference control using the high frequency power amplifying units 125 and 135 are alternately performed.

도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 컴바이너 내 종단 저항의 전력 그래프이고, 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고주파 전력 증폭부의 위상차 그래프이다.5A is a graph of the power of a termination resistor in a combiner according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a graph of a phase difference of a high-frequency power amplifier according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 고주파 전력 증폭부의 위상차를 -90도에서 +90도까지 증감시킬 수 있고, 제1 증폭 제어 신호(Pcon1)와 제2 증폭 제어 신호(Pcon2)의 위상차가 +90도이면 종단 저항에서 소모되는 전력은 없음을 알 수 있다. According to another embodiment of the present invention, the phase difference of the high-frequency power amplification unit may be increased or decreased from -90 degrees to +90 degrees, and the phase difference between the first amplification control signal Pcon1 and the second amplification control signal Pcon2 is +90. It can be seen that there is no power consumed by the terminating resistor.

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.The invention disclosed above can be modified in various ways without detracting from the basic idea. That is, all of the above embodiments should be interpreted by way of example, and not of limitation. Therefore, the protection scope of the present invention should be determined according to the appended claims rather than the above-described embodiments, and when the components defined in the appended claims are replaced with equivalents, it should be regarded as belonging to the protection scope of the present invention.

100 : 상용 전원 103 : EMI 필터
105 : 정류기 110 : DC/DC 컨버터
115 : 보조 DC/DC 컨버터 120 : 팬
123 : 평활부
125, 135 : 제1 및 제2 고주파 전력 증폭기
130, 140 : 제1 및 제2 결합용 변압기
145, 150 : 제1 및 제2 공진기
155 : 컴바이너 160 : RF 부하
165 : RF 센서 170 : 컨트롤러100: commercial power 103: EMI filter
105: rectifier 110: DC / DC converter
115: auxiliary DC / DC converter 120: fan
123: smoothing part
125, 135: first and second high-frequency power amplifier
130, 140: first and second combination transformer
145, 150: first and second resonators
155: combiner 160: RF load
165: RF sensor 170: controller

Claims (10)

전압 제어 신호에 제어되어 제1 직류 전압을 제2 직류 전압으로 변환하도록 구성된 DC/DC 컨버터;
제1 증폭 제어 신호에 제어되고, 상기 제2 직류 전압을 증폭하여 제1 고주파 신호를 출력하도록 구성된 제1 고주파 전력 증폭기;
제2 증폭 제어 신호에 제어되고, 상기 제2 직류 전압을 증폭하여 제2 고주파 신호를 출력하도록 구성된 제2 고주파 전력 증폭기;
상기 제1 고주파 신호를 2차측에 유도하여 유도된 제1 고주파 신호를 출력하도록 구성된 제1 결합용 변압기;
상기 제2 고주파 신호를 2차측에 유도하여 유도된 제2 고주파 신호를 출력하도록 구성된 제2 결합용 변압기;
상기 유도된 제1 고주파 신호로부터 제1 공진 신호를 출력하는 제1 공진기;
상기 유도된 제2 고주파 신호로부터 제2 공진 신호를 출력하는 제2 공진기;
상기 제1 공진 신호와 상기 제2 공진 신호를 결합하여 결합된 고주파 전력 신호를 출력하는 컴바이너;
상기 컴바이너와 상기 RF 부하 사이에 배치되고, 전기적 신호를 검출하여 전기적 검출 신호를 출력하는 RF 센서; 및
외부에서 인가되는 컨트롤 신호와 상기 전기적 검출 신호를 이용하여 상기 전압 제어 신호, 제1 증폭 제어 신호 및 제2 증폭 제어 신호를 출력하는 컨트롤러
를 포함하는 부하 변동에 속응성을 가진 플라즈마 파워 장치.
A DC / DC converter controlled by the voltage control signal and configured to convert the first DC voltage into a second DC voltage;
A first high frequency power amplifier controlled by a first amplification control signal and configured to amplify the second DC voltage and output a first high frequency signal;
A second high frequency power amplifier controlled by a second amplification control signal and configured to amplify the second DC voltage and output a second high frequency signal;
A first coupling transformer configured to induce the first high frequency signal to a secondary side and output the induced first high frequency signal;
A second coupling transformer configured to induce the second high frequency signal and output the second high frequency signal derived therefrom;
A first resonator for outputting a first resonance signal from the induced first high frequency signal;
A second resonator for outputting a second resonance signal from the induced second high frequency signal;
A combiner for combining the first resonance signal and the second resonance signal to output a combined high-frequency power signal;
An RF sensor disposed between the combiner and the RF load and detecting an electrical signal to output an electrical detection signal; And
A controller that outputs the voltage control signal, the first amplification control signal, and the second amplification control signal using an externally applied control signal and the electrical detection signal
Plasma power device having a rapid response to load fluctuations comprising a.
청구항 1에 있어서,
상기 컴바이너는 3dB 커플러이고,
제1 입력 터미널에 상기 제1 공진 신호를, 제2 입력 터미널에 상기 제2 공진 신호를 각각 입력받고, 제1 출력 터미널에 상기 RF 부하를, 제2 출력 터미널에 종단 임피던스를 결합하는 것
을 특징으로 하는 부하 변동에 속응성을 가진 플라즈마 파워 장치.
The method according to claim 1,
The combiner is a 3dB coupler,
Combining the first resonant signal to the first input terminal, the second resonant signal to the second input terminal, the RF load to the first output terminal, and terminating impedance to the second output terminal
Plasma power device having a rapid response to load fluctuations characterized by.
청구항 2에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 RF 부하로 출력되는 상기 결합된 고주파 전력 신호의 전체 범위에서 상기 제1 증폭 제어 신호와 상기 제2 증폭 제어 신호의 위상차를 변경하는 것
을 특징으로 하는 부하 변동에 속응성을 가진 플라즈마 파워 장치.
The method according to claim 2,
The controller changes the phase difference between the first amplification control signal and the second amplification control signal in the entire range of the combined high-frequency power signal output to the RF load.
Plasma power device having a rapid response to load fluctuations characterized by.
청구항 2에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 RF 부하로 출력되는 상기 결합된 고주파 전력 신호가 최소 전력값으로부터 최대 전력값에 도달하기까지 상기 제1 증폭 제어 신호와 상기 제2 증폭 제어 신호의 위상차가 -90도 내지 90도 범위에서 반복적으로 오르내리도록 제어하는 것
을 특징으로 하는 부하 변동에 속응성을 가진 플라즈마 파워 장치.
The method according to claim 2,
The controller has a phase difference between the first amplification control signal and the second amplification control signal ranging from a minimum power value to a maximum power value of the combined high frequency power signal output to the RF load in a range of -90 degrees to 90 degrees. Control to repeatedly go up and down in
Plasma power device having a rapid response to load fluctuations characterized by.
청구항 3에 있어서, 상기 컨트롤러는,
상기 제1 증폭 제어 신호와 상기 제2 증폭 제어 신호의 위상차가 양(+)인 구간에서 상기 DC/DC 컨버터로부터 출력되는 전압 레벨이 소정의 동일 전압 레벨에 머물도록 상기 전압 제어 신호를 생성하는 것
을 특징으로 하는 부하 변동에 속응성을 가진 플라즈마 파워 장치.
The method according to claim 3, The controller,
Generating the voltage control signal so that the voltage level output from the DC / DC converter stays at the same voltage level in a section in which the phase difference between the first amplification control signal and the second amplification control signal is positive (+).
Plasma power device having a rapid response to load fluctuations characterized by.
청구항 3에 있어서, 상기 컨트롤러는,
상기 제1 증폭 제어 신호와 상기 제2 증폭 제어 신호의 위상차가 음(-)인 구간에서 상기 DC/DC 컨버터로부터 출력되는 전압 레벨이 상승하도록 상기 전압 제어 신호를 생성하는 것
을 특징으로 하는 부하 변동에 속응성을 가진 플라즈마 파워 장치.
The method according to claim 3, The controller,
Generating the voltage control signal such that a voltage level output from the DC / DC converter rises in a section in which the phase difference between the first amplification control signal and the second amplification control signal is negative (-).
Plasma power device having a rapid response to load fluctuations characterized by.
청구항 3에 있어서, 상기 컨트롤러는,
상기 DC/DC 컨버터에 인가되는 전압 제어 신호와 상기 제1 및 제2 고주파 전력 증폭기에 인가되는 제1 및 제2 증폭 제어 신호를 교번적으로 출력하는 것
을 특징으로 하는 부하 변동에 속응성을 가진 플라즈마 파워 장치.
The method according to claim 3, The controller,
Alternately outputting voltage control signals applied to the DC / DC converter and first and second amplification control signals applied to the first and second high-frequency power amplifiers
Plasma power device having a rapid response to load fluctuations characterized by.
DC/DC 컨버터가 전압 제어 신호에 제어되어 제1 직류 전압을 제2 직류 전압으로 변환하는 단계;
제1 고주파 전력 증폭기가 제1 증폭 제어 신호에 제어되어 상기 제2 직류 전압을 증폭하여 제1 고주파 신호를 출력하는 단계;
제2 고주파 전력 증폭기가 제2 증폭 제어 신호에 제어되어 상기 제2 직류 전압을 증폭하여 제2 고주파 신호를 출력하는 단계;
제1 결합용 변압기가 상기 제1 고주파 신호를 2차측에 유도하여 유도된 제1 고주파 신호를 출력하는 단계;
제2 결합용 변압기가 상기 제2 고주파 신호를 2차측에 유도하여 유도된 제2 고주파 신호를 출력하는 단계;
제1 공진기가 상기 유도된 제1 고주파 신호로부터 제1 공진 신호를 출력하는 단계;
제2 공진기가 상기 유도된 제2 고주파 신호로부터 제2 공진 신호를 출력하는 단계;
컴바이너가 상기 제1 공진 신호와 상기 제2 공진 신호를 결합하여 결합된 고주파 전력 신호를 출력하는 단계;
RF 센서가 상기 컴바이너와 상기 RF 부하 사이에 배치되어 전기적 신호를 검출하여 전기적 검출 신호를 출력하는 단계; 및
컨트롤러가 외부에서 인가되는 컨트롤 신호와 상기 전기적 검출 신호를 이용하여 상기 전압 제어 신호, 제1 증폭 제어 신호 및 제2 증폭 제어 신호를 출력하는 단계
를 포함하는 부하 변동에 속응성을 가진 플라즈마 파워 장치의 제어 방법.
A DC / DC converter controlled by the voltage control signal to convert the first DC voltage into a second DC voltage;
A first high frequency power amplifier controlled by a first amplification control signal to amplify the second DC voltage to output a first high frequency signal;
A second high frequency power amplifier controlled by a second amplification control signal to amplify the second DC voltage to output a second high frequency signal;
A first coupling transformer inducing the first high frequency signal to a secondary side to output the induced first high frequency signal;
A second coupling transformer inducing the second high frequency signal to the secondary side to output the induced second high frequency signal;
A first resonator outputting a first resonant signal from the induced first high frequency signal;
A second resonator outputting a second resonant signal from the induced second high frequency signal;
A combiner combining the first resonant signal and the second resonant signal to output a combined high-frequency power signal;
An RF sensor is disposed between the combiner and the RF load to detect an electrical signal and output an electrical detection signal; And
The controller outputs the voltage control signal, the first amplification control signal, and the second amplification control signal by using an externally applied control signal and the electrical detection signal.
Control method of a plasma power device having a rapid response to load fluctuations comprising a.
청구항 8에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 RF 부하로 출력되는 상기 결합된 고주파 전력 신호의 전체 범위에서 상기 제1 증폭 제어 신호와 상기 제2 증폭 제어 신호의 위상차를 변경하는 것
을 특징으로 하는 부하 변동에 속응성을 가진 플라즈마 파워 장치의 제어 방법.
The method according to claim 8,
The controller changes the phase difference between the first amplification control signal and the second amplification control signal in the entire range of the combined high-frequency power signal output to the RF load.
Control method of a plasma power device having a quick response to the load fluctuation, characterized in that.
청구항 9에 있어서, 상기 컨트롤러는,
상기 제1 증폭 제어 신호와 상기 제2 증폭 제어 신호의 위상차가 양(+)인 구간에서 상기 DC/DC 컨버터로부터 출력되는 전압 레벨이 소정의 동일 전압 레벨에 머물도록 상기 전압 제어 신호를 생성하는 것
을 특징으로 하는 부하 변동에 속응성을 가진 플라즈마 파워 장치의 제어 방법.
The method according to claim 9, The controller,
Generating the voltage control signal so that the voltage level output from the DC / DC converter stays at the same voltage level in a section in which the phase difference between the first amplification control signal and the second amplification control signal is positive (+).
Control method of a plasma power device having a quick response to the load fluctuation, characterized in that.
KR1020180135556A 2018-11-07 2018-11-07 Plasma power apparatus with rapid response to load variations and its control method KR102143178B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180135556A KR102143178B1 (en) 2018-11-07 2018-11-07 Plasma power apparatus with rapid response to load variations and its control method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180135556A KR102143178B1 (en) 2018-11-07 2018-11-07 Plasma power apparatus with rapid response to load variations and its control method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200052531A true KR20200052531A (en) 2020-05-15
KR102143178B1 KR102143178B1 (en) 2020-08-10

Family

ID=70678721

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180135556A KR102143178B1 (en) 2018-11-07 2018-11-07 Plasma power apparatus with rapid response to load variations and its control method

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102143178B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230071350A (en) 2021-11-16 2023-05-23 주식회사 뉴파워 프라즈마 Plasma power apparatus using double phase control and its control method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101287598B1 (en) 2008-07-01 2013-07-18 엠케이에스 인스트루먼츠 인코포레이티드 Radio frequency (rf) envelope pulsing using phase switching of switch-mode power amplifiers
JP2015012686A (en) * 2013-06-28 2015-01-19 株式会社ダイヘン High-frequency power supply device
JP2015144505A (en) * 2014-01-31 2015-08-06 株式会社ダイヘン High frequency power supply source
JP2016066564A (en) * 2014-09-26 2016-04-28 株式会社ダイヘン High frequency power source

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101287598B1 (en) 2008-07-01 2013-07-18 엠케이에스 인스트루먼츠 인코포레이티드 Radio frequency (rf) envelope pulsing using phase switching of switch-mode power amplifiers
JP2015012686A (en) * 2013-06-28 2015-01-19 株式会社ダイヘン High-frequency power supply device
JP2015144505A (en) * 2014-01-31 2015-08-06 株式会社ダイヘン High frequency power supply source
JP2016066564A (en) * 2014-09-26 2016-04-28 株式会社ダイヘン High frequency power source

Also Published As

Publication number Publication date
KR102143178B1 (en) 2020-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4773165B2 (en) High frequency power supply
JP2007103102A (en) High-frequency power supply device
JP5231068B2 (en) High frequency power supply
KR101128768B1 (en) High frequency power supply
JP2010114001A (en) Power source device for plasma generation
KR102143178B1 (en) Plasma power apparatus with rapid response to load variations and its control method
US10418917B2 (en) Active filter topology for cascaded inverters
JP6309411B2 (en) High frequency power supply
JP5090986B2 (en) High frequency power supply
JP4757631B2 (en) Variable frequency amplifier
US11189471B2 (en) High frequency generator having dual outputs and its driving method
JP4115618B2 (en) Magnetron output control method and apparatus
JP2008243670A (en) High-frequency power supply
KR102381756B1 (en) Radio frequency generator with dual outputs
KR102369880B1 (en) Radio frequency generator capable of monitoring dual outputs
KR20230021027A (en) RF power source with improved galvanic isolation
KR20230071350A (en) Plasma power apparatus using double phase control and its control method
JP7208702B2 (en) high frequency power supply
KR20140070068A (en) Apparatus for generating plasma and method for matching impedance thereof
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
JP6009931B2 (en) High frequency power supply
KR20230071354A (en) Radio frequency pulse power apparatus and its operating mehtod
KR20230071358A (en) Impedance matching apparatus and plasma generator apparatus including it
KR101686627B1 (en) Plasma etching apparatus including a direct-current blocking circuit

Legal Events

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