KR20210128120A - 이중 출력 감시 기능을 가진 고주파 제너레이터 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 이중 출력 감시 기능을 가진 고주파 제너레이터는, 제1 직류 전압을 제2 직류 전압으로 변환하도록 구성된 DC/DC 컨버터; 상기 제2 직류 전압을 증폭하여 제1 및 제2 고주파 증폭 신호를 출력하도록 구성된 고주파 증폭부; 상기 제1 고주파 증폭 신호와 상기 제2 고주파 증폭 신호를 결합하여 고주파 전력 신호를 출력하도록 구성된 컴바이너; 상기 컴바이너의 출력측에 배치되고, 상기 컴바이너의 출력측에 흐르는 전기적 신호를 검출하여 전기적 검출 신호를 출력하도록 구성된 고주파 센서; 외부에서 인가되는 컨트롤 신호와 상기 전기적 검출 신호를 이용하여 스위칭 제어 신호를 출력하도록 구성된 컨트롤러; 상기 컴바이너와 플라즈마 챔버 사이에 배치되고, 상기 스위칭 제어 신호에 제어되어 상기 고주파 전력 신호를 복수의 고주파 전력 출력 신호로 출력하도록 구성된 스위치; 및 상기 복수의 고주파 전력 출력 신호를 검출하여 상기 스위치의 동작 상태를 감시하도록 구성된 상태 감시부를 포함한다.

Description

이중 출력 감시 기능을 가진 고주파 제너레이터{RADIO FREQUENCY GENERATOR CAPABLE OF MONITORING DUAL OUTPUTS}
본 발명은 고주파 제너레이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이중 출력 감시 기능을 가진 고주파 제너레이터에 관한 것이다.
플라스마 에칭(plasma etching)은 예를 들면 반도체 제조에서 빈번히 사용된다. 플라스마 에칭에서, 기판 상에 노출된 표면들을 에칭하기 위하여 전계(electric field)에 의해 가속된다. 전계는 고주파 전력 시스템의 고주파 발생기에 의해 발생되는 고주파 전력 신호들에 따라 발생된다. 고주파 발생기에 의해 발생되는 고주파 전력 신호들은 플라스마 에칭을 효율적으로 실행하도록 정밀하게 제어된다.
고주파 전력 시스템은 고주파 발생기, 매칭 네트워크(matching network), 및 플라스마 챔버와 같은 부하(load)를 포함할 수 있다. 고주파 전력 신호들은 집적회로(IC)들, 태양 전지들판, 콤팩트 디스크(CD)들, 및/또는 디지털 다기능(또는 비디오) 디스크(DVD)들을 포함하나 이에 한정되지 않는, 다양한 부품들을 제조하기 위하여 부하를 구동하도록 사용된다. 부하는 광대역 미스매치 부하들(broadband mismatched loads, 예를들면, 미스매치 저항기 종단), 협대역 미스매치 부하들(예를 들면, 2-소자 매칭 네트워크), 및 공진기(resonator) 부하들을 갖는 케이블들을 포함할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 플라즈마 부하(7)에 공급하기 위해 플라즈마 전력 레벨을 생성하는 고주파 플라즈마 공급 장치를 도시한다.
종래기술에 따른 고주파 플라즈마 공급 장치는 AC-DC 변환부(1), 제1 고주파 발생부(2), 제2 고주파 발생부(3), 컴바이너(4), 고주파 센서(5), 및 콘트롤러(6)를 포함한다.
AC-DC 변환부(1)는 상용의 교류 전압을 소정 레벨의 직류 전압으로 변환한다.
제1 고주파 발생부(2) 및 제2 고주파 발생부(3)는 각각 AC-DC 변환부(1)로부터 출력되는 직류 전압을 이용하여 고주파 신호를 발생한다.
컴바이너(4)는 제1 고주파 발생부(2) 및 제2 고주파 발생부(3)로부터 출력되는 고주파 신호를 결합한다.
고주파 센서(5)는 컴바이너(4)로부터 플라즈마 부하(7)로 출력되는 순방향 고주파 신호나 플라즈마 부하(7)로부터 컴바이너(4)로 출력되는 역방향의 고주파 신호를 검출한다.
콘트롤러(6)는 고주파 센서(5)로부터 출력되는 검출신호를 이용하여 AC-DC 변환부(1), 제1 고주파 발생부(2), 제2 고주파 발생부(3)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성한다.
한편 도 1에 도시된 바와 같이, 종래기술의 고주파 플라즈마 공급 장치는 부하인 플라즈마 챔버에 플라즈마를 공급하는 경우, 플라즈마 챔버의 일측 전극에만 고주파 전력을 공급하고, 플라즈마 챔버의 타측은 접지측과 연결되는 구조이다. 그런데 공정기술의 첨단화로 플라즈마 챔버 내에 다양한 크기의 플라즈마를 발생시키려는 요구가 있다.
따라서 플라즈마 챔버의 양단에 고주파 전력 신호를 공급할 수 있는 이중 출력을 가진 고주파 제너레이터를 제공할 필요가 있다.
한국등록특허 10-0842243 ＲＦ 플라즈마 공급 장치의 전력 출력 제어 또는 조정 방법 및 ＲＦ 플라즈마 공급 장치
그런데 순방향 전력과 역방향 전력의 변화로 인해 부하 임피던스가 변화하기 때문에 컴바이너로부터 출력되는 고주파 출력 신호를 두개의 부하에 선택적으로 출력하는 스위치의 동작 상태를 검출하는 데에 에러가 발생할 가능성이 있다.
이에 본 발명은 부하 임피던스 변화에 강인하고, 이중 출력을 감시할 수 있는 기능을 가진 고주파 제너레이터를 제공함에 목적이 있다.
본 발명에 따른 이중 출력 감시 기능을 가진 고주파 제너레이터는, 소정 레벨의 직류 전압을 증폭하여 제1 및 제2 고주파 증폭 신호를 출력하도록 구성된 고주파 증폭부; 상기 제1 고주파 증폭 신호와 상기 제2 고주파 증폭 신호를 결합하여 고주파 전력 신호를 출력하도록 구성된 컴바이너; 상기 컴바이너의 출력측에 배치되고, 상기 컴바이너의 출력측에 흐르는 전기적 신호를 검출하여 전기적 검출 신호를 출력하도록 구성된 고주파 센서; 외부에서 인가되는 컨트롤 신호와 상기 전기적 검출 신호를 이용하여 스위칭 제어 신호를 출력하도록 구성된 컨트롤러; 상기 컴바이너와 플라즈마 챔버 사이에 배치되고, 상기 스위칭 제어 신호에 제어되어 상기 고주파 전력 신호를 복수의 고주파 전력 출력 신호로 출력하도록 구성된 스위치; 및 상기 복수의 고주파 전력 출력 신호를 검출하여 상기 스위치의 동작 상태를 감시하도록 구성된 상태 감시부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 스위치는 기계적 스위치 또는 전자적 스위치로 구현되고, 상기 스위치를 통해 출력되는 상기 고주파 전력 신호는 상기 플라즈마 챔버의 상측 또는 하측 전극에 번갈아 출력된다.
바람직하게는, 상기 상태 감시부는, 상기 스위칭 제어 신호에 제어되어 A 접점을 통해 제1 고주파 전력 출력 신호를 출력하고, B 접점을 통해 제2 고주파 전력 출력 신호를 출력하는 릴레이부; 상기 릴레이부로부터 출력되는 제1 및 제2 고주파 전력 출력 신호로부터 각각 제1 및 제2 고주파 전력을 검출하는 제1 및 제2 고주파 전력 검출기; 상기 제1 및 제2 고주파 전력 검출기와 후단의 제1 및 제2 비교기 사이의 임피던스를 각각 매칭하도록 구성된 제1 및 제2 임피던스 매처; 상기 제1 및 제2 고주파 전력 검출기로부터 각각 출력되는 제1 및 제2 고주파 전력을 후단의 제1 및 제2 비교기측으로 일방향으로 통과시키도록 구성된 제1 및 제2 일방향 소자를 포함하는 역방향 신호 차단부; 상기 제1 및 제2 일방향 소자로부터 기준 전압이 제공되는 기준 전압 터미널 측으로 각각 순방향 결합되는 제3 및 제4 일방향 소자를 포함하는 잡음 간섭 제거부; 및 상기 제1 일방향 소자의 출력 전압과 상기 기준 전압을 비교하는 제1 비교기와, 상기 제2 일방향 소자의 출력 전압과 상기 기준 전압을 비교하는 제2 비교기를 포함하는 비교부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 제1 및 제2 고주파 전력 검출부는, 상기 릴레이부의 A 접점에 연결되는 제1 마이크로 스트립 트랜스포머와, 상기 릴레이부의 B 접점에 연결되는 제2 마이크로 스트립 트랜스포머를 포함한다.
바람직하게는, 제1 내지 제4 일방향 소자는 다이오드로 구현될 수 있다.
본 발명의 고주파 제너레이터에 따르면, 순방향 전력과 역방향 전력의 변화로 인해 부하 임피던스가 변화하더라도 컴바이너로부터 출력되는 고주파 출력 신호를 두개의 부하에 선택적으로 출력하는 스위치의 동작 상태를 정확하게 검출할 수 있다. 또한, 본 발명의 고주파 제너레이터는 플라즈마 챔버의 양측 전극에 고주파 전력 신호를 공급할 수 있고, 하나의 고주파 제너레이터가 두 개의 고주파 전력 신호를 제공할 수 있으며, 두 개의 고주파 전력 신호를 선택적으로 제공함으로써 플라즈마 챔버 내에 발생하는 플라즈마를 정교하게 제어할 수 있다. 또한, 하나의 제너레이터로 두 개의 고주파 전력 신호를 제공함으로써 제너레이터의 크기를 대폭 축소할 수 있고 이에 따라 제조 비용을 대폭 절감할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 고주파 제너레이터 블럭도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이중 출력 감시 기능을 가진 고주파 제너레이터 전체 블럭도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이중 출력 감시 회로도,
도 4는 고정 기준 전압을 가진 경우의 각부 파형도,
도 5는 변동 기준 전압을 가진 경우의 각부 파형도, 및
도 6은 출력 전압 증가에 따른 기준 전압 증가 파형도이다.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 본원 명세서 전체에서, 어떤 단계가 다른 단계와 "상에"또는 "전에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 단계가 다른 단계와 직접적 시계열적인 관계에 있는 경우 뿐만 아니라, 각 단계 후의 혼합하는 단계와 같이 두 단계의 순서에 시계열적 순서가 바뀔 수 있는 간접적 시계열적 관계에 있는 경우와 동일한 권리를 포함한다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 이중 출력을 가진 고주파 제너레이터에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이중 출력 감시 기능을 가진 고주파 제너레이터 전체 블럭도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 이중 출력 감시 기능을 가진 고주파 제너레이터는 AC-DC 변환부(110), 평활부(115), 고주파 증폭부(117), 컴바이너(150), 고주파 센서(160), 스위치(170), 플라즈마 챔버(180), 및 컨트롤러(190)를 포함한다.
AC-DC 변환부(110)는 콘트롤러(190)로부터 출력되는 전압제어신호(Vcon)에 제어되어 상용 3상 교류 전압을 소정 레벨의 직류 전압으로 정류하여 출력한다.
평활부(115)는 AC-DC 변환부(110)로부터 출력되는 직류 전압을 평활화한다.
본 발명의 일실시예에 따른 고주파 증폭부(117)는 고주파 전력 변환부(127), 결합용 변압부(137), 및 공진 네트워크(147)를 포함한다.
고주파 전력 변환부(127)는 AC-DC 변환부(110)로부터 출력되는 소정 레벨의 직류 전압을 증폭하여 펄스 파형의 고주파 신호를 생성한다. 고주파 전력 변환부(127)는 다양한 부하 조건에 따른 전압 및 주파수를 생성하기 위하여 2개 이상의 고주파 전력 변환기를 병렬 운전할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 고주파 전력 변환부(127)는 2개의 고주파 전력 변환기(120, 125)를 사용한다. 제1 고주파 전력 변환기(120)와 제2 고주파 전력 변환기(125)는 각각 컨트롤러(190)로부터 출력되는 제1 증폭 제어 신호(Pcon1)와 제2 증폭 제어 신호(Pcon2)에 제어되고, 제1 고주파 변환 신호(v1)의 위상과 제2 고주파 변환 신호(v2)의 위상은 상호 위상이 같거나 다를 수 있다.
결합용 변압부(137)는 제1 결합용 변압기(130) 및 제2 결합용 변압기(135)를 포함한다. 제1 결합용 변압기(130)는 제1 고주파 전력 변환기(120)로부터 출력되는 펄스 파형의 제1 고주파 변환 신호를 2차측에 유도하며, 제2 결합용 변압기(135)는 제2 고주파 전력 변환기(125)로부터 출력되는 펄스 파형의 제2 고주파 변환 신호를 2차측에 유도한다. 결합용 변압부(137)는 1차측과 2차측을 전기적으로 절연함으로써 사용자가 플라즈마 챔버를 접촉하는 경우 감전사고를 예방할 수 있다.
공진 네트워크(147)는 제1 및 제2 공진기(140, 145)를 포함하고, 제1 및 제2 공진기(140, 145) 각각은 직병렬로 결합된 인덕터와 캐패시터를 구비하고, 결합용 변압부(137)의 2차측에 유도된 고주파 변환 신호로부터 소정의 공진 주파수를 가진 사인파형의 고주파 증폭 신호를 출력한다. 여기서, 제1 공진 네트워크(140)는 제1 고주파 증폭 신호(vR1)를 출력하고, 제2 공진 네트워크(250)는 제2 고주파 증폭 신호(vR2)를 출력한다. 한편, 제1 고주파 증폭 신호(vR1)의 위상과 제2 고주파 증폭 신호(vR2)의 위상은 상호 같거나 다를 수 있다. 여기서, 제1 고주파 증폭 신호(vR1)의 위상과 제2 고주파 증폭 신호(vR2)의 위상이 다르다는 것은 제1 고주파 증폭 신호(vR1)의 위상과 대비하여 제2 고주파 증폭 신호(vR2)의 위상이 뒤지거나 앞설 수 있다. 일실시예에 따르면, 고주파 증폭 신호의 공진 주파수는 13.56MHz일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 고주파 증폭부는, 도시되지는 않았지만, 변압기를 사용하지 않고 직류 전압으로부터 직접 고주파 증폭 신호를 생성하는 리니어 방식 증폭기로 구현될 수 있다.
컴바이너(150)는 3dB 커플러로 구성될 수 있다. 컴바이너(150)는 제1 고주파 증폭 신호(vR1)와 제2 고주파 증폭 신호(vR2)를 결합하여 결합된 고주파 전력 신호를 출력한다. 제1 고주파 증폭 신호(vR1)의 위상이 제2 고주파 증폭 신호(vR2)의 위상보다 90도 앞서면, 고주파 전력 신호는 부하측 터미널(미도시)로 거의 대부분 출력될 수 있다. 제1 고주파 증폭 신호(vR1)의 위상이 제2 고주파 증폭 신호(vR2)의 위상보다 90도 뒤지면, 고주파 전력 신호는 종단 터미널(미도시)로 거의 대부분 출력될 수 있다. 그리고 제1 고주파 증폭 신호(vR1)의 위상과 제2 고주파 증폭 신호(vR2)의 위상이 동일하면, 고주파 전력 신호는 부하측 터미널과 종단 터미널로 절반씩 출력될 수 있다.
이와 같이, 제1 고주파 변환 신호(v1)의 위상과 제2 고주파 변환 신호(v2)의 위상을 제어함으로써 제1 고주파 증폭 신호(vR1)의 위상과 제2 고주파 증폭 신호(vR2)의 위상을 조절할 수 있고, 이에 따라 플라즈마 챔버(180)로 출력되는 고주파 전력 신호의 크기를 조절할 수 있다.
고주파 센서(160)는 컴바이너(150)와 플라즈마 챔버(180) 사이에 배치되고, 컴바이너(150)와 플라즈마 챔버(180) 사이에 흐르는 전기적 신호를 검출하여 전기적 검출 신호를 출력한다. 여기서, 전기적 검출 신호는 검출전류값(Is), 검출전압값(Vs), 컴바이너(150)로부터 플라즈마 챔버(180)로 공급되는 순방향 전력(PFWD), 및 플라즈마 챔버(180)로부터 컴바이너(150)로 반사되는 역방향 전력(PREF) 중 적어도 어느 하나 이상일 수 있다.
컨트롤러(190)는 외부에서 인가되는 컨트롤 신호(Scon)와 고주파 센서(160)로부터 출력되는 전기적 검출 신호를 이용하여 전압 제어 신호(Vcon), 제1 증폭 제어 신호(Pcon1), 제2 증폭 제어 신호(Pcon2) 및 스위칭 제어 신호(Ssw)를 생성한다.
스위치(170)는 컨트롤러(190)로부터 출력되는 스위칭 제어 신호(Ssw)에 제어되어 컴바이너(150)로부터 출력되는 고주파 전력 신호를 제1 고주파 전력 출력 신호(SA) 또는 제2 고주파 전력 출력 신호(SB)로 구분하여 출력할 수 있다. 여기서, 본 발명에 따르면, 플라즈마 챔버(180)는 챔버 벽에 접지된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 스위치(170)는 기계적 스위치로 구현될 수 있다. 예컨대, 스위치(170)는 컨트롤러(190)로부터 출력되는 스위칭 제어 신호(Ssw)를 구동신호로 이용하는 하나의 릴레이에 의해 구현될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 스위치(170)는 두 개의 전자적 스위치로 구현될 수 있다. 예컨대, 두 개의 전자적 스위치는 컨트롤러(190)로부터 출력되는 스위칭 제어 신호(Ssw)에 제어되어 번갈아 스위칭할 수 있다. 한편, 본 발명에 따르면, 두개의 전자적 스위치에 국한되는 것이 아니라 둘 이상의 전자적 스위치를 사용하여 구현될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명한 사항이므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
한편, 도시되지는 않았지만, 스위치(170)와 플라즈마 챔버의 상측 전극 사이에 제1 임피던스 매칭 유닛이 배열되고, 스위치(170)와 플라즈마 챔버의 하측 전극 사이에 제2 임피던스 매칭 유닛이 배열된다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이중 출력 감시 회로도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 이중 출력 감시 회로는, 릴레이부(210), 고주파 전력 검출부(220, 225), 임피던스 매칭부(230, 235), 역방향 신호 차단부(240, 245), 잡음 간섭 제거부(250), 및 비교부(260, 265)를 포함한다.
릴레이부(210)는 컨트롤러(190)로부터 출력되는 스위칭 제어 신호(Ssw)에 제어되어, A 접점을 통해 제1 고주파 전력 출력 신호(SA)를, B 접점을 통해 제2 고주파 전력 출력 신호(SB)를 출력한다.
고주파 전력 검출부(220, 225)는 릴레이부(210)로부터 출력되는 개별 고주파 전력을 검출한다. 고주파 전력 검출부(220, 225)는 릴레이부(210)의 A 접점에 연결되는 제1 고주파 전력 검출기(220)와, 릴레이부(210)의 B 접점에 연결되는 제2 고주파 전력 검출기(225)를 포함한다. 제1 고주파 전력 검출기(220)는 릴레이부(210)의 A 접점에 연결되는 제1 마이크로 스트립 트랜스포머를 사용하고, 제1 마이크로 스트랩 트랜스포머의 2차 측에서 제1 고주파 전력 출력 신호(SA)의 고주파 전력을 검출하여 제1 고주파 전력 신호를 출력한다. 제2 고주파 전력 검출기(225)는 릴레이부(210)의 B 접점에 연결되는 제2 마이크로 스트립 트랜스포머를 사용하고, 제2 마이크로 스트랩 트랜스포머의 2차 측에서 제2 고주파 전력 출력 신호(SB)의 고주파 전력을 검출하여 제2 고주파 전력 신호를 출력한다.
임피던스 매칭부(230, 235)는 고주파 전력 검출부(220, 225)와 비교부(260) 사이에 배치되고, 고주파 전력 검출부(220, 225)와 비교부(260)의 임피던스를 매칭한다. 임피던스 매칭부(230, 235)는 제1 임피던스 매처(230)와 제2 임피던스 매처(235)를 포함한다. 제1 임피던스 매처(230)는 제1 고주파 전력 검출기(220)의 출력측과 접지 사이에 배치되는 저항 및 캐패시터를 포함하고, 제1 고주파 전력 검출기(220)와 제1 비교기(260) 사이의 임피던스를 매칭한다. 제2 임피던스 매처(235)는 제2 고주파 전력 검출기(225)의 출력측과 접지 사이에 배치되는 저항 및 캐패시터를 포함하고, 제2 고주파 전력 검출기(225)과 제2 비교부(265) 사이의 임피던스를 매칭한다.
역방향 신호 차단부(240, 245)는 제1 및 제2 임피던스 매처(230, 235)와 각각 순방향으로 연결되는 제1 일방향 소자(240) 및 제2 일방향 소자(245)를 포함하고, 고주파 전력 검출부(220, 225)로부터 출력되는 개별 고주파 전력을 후단의 비교부(260, 265) 측으로 통과시키고, 역방향으로 흘러드는 신호를 차단한다. 여기서, 제1 일방향 소자(240) 및 제2 일방향 소자(245)는 다이오드로 구현될 수 있다.
잡음 간섭 제거부(250)는 각각 제1 일방향 소자(240) 및 제2 일방향 소자(245)의 출력단으로부터 기준전압(Vref)이 제공되는 기준전압 터미널측으로 순방향 결합되는 제3 일방향 소자(251) 및 제4 일방향 소자(253)를 포함한다. 여기서, 제3 일방향 소자(251) 및 제4 일방향 소자(253)는 순방향 전압 강하를 가지는 소자로, 예컨대, 다이오드일 수 있다. 제1 일방향 소자(240)의 출력 전압(Va)이 제3 일방향 소자(251)의 애노드 단자에 인가되면, 제3 일방향 소자(251)의 캐소드 단자에 인가되는 기준 전압(Vref)은 제1 일방향 소자(240)의 출력 전압(Va)보다 순방향 전압 강하분만큼 낮은 전위를 가진다.
비교부(260, 265)는 제1 비교기(260) 및 제2 비교기(265)를 포함한다. 제1 비교기(260)는 제1 일방향 소자(240)의 출력 전압과 기준전압(Vref)를 비교하여 제1 비교신호(V1)를 출력한다. 즉, 제1 일방향 소자(240)의 출력 전압이 기준전압(Vref)보다 높으면 "H"레벨의 비교신호(Vo)를 출력한다. 제2 비교기(265)는 제2 일방향 소자(245)의 출력 전압과 기준전압(Vref)를 비교하여 제2 비교신호(V2)를 출력한다. 즉, 제2 일방향 소자(245)의 출력 전압이 기준전압(Vref)보다 높으면 "H"레벨의 비교신호(Vo)를 출력한다.
그런데 부하 임피던스의 변화나 신호의 간섭 등 다양한 요인으로 인해 제1 일방향 소자(240)의 출력(Va) 또는 제2 일방향 소자(245)의 출력(Vb)에 불원의 잡음 전압이 포함될 수 있다.
도 4는 고정 기준 전압을 가진 경우의 각부 파형도로서, 기준 전압의 레벨이 고정된 경우이다. 이와 같이 기준 전압(Vref)의 레벨이 고정된 경우라면, 제1 일방향 소자(240)의 출력 전압(Va)이 기준전압(Vref)보다 높아 "H"레벨의 제1 비교신호(V1)가 출력되는 한편, 제2 일방향 소자(245)의 출력 전압(Vb)도 기준전압(Vref)보다 높은 순간 "H"레벨의 제2 비교신호(V2)가 출력된다. 이에 따라 릴레이 동작을 검출하는 데에 에러가 발생하게 된다.
이에 본 발명의 일실시예에 따른 이중 출력 감시 회로는, 도 3에 도시된 바와 같은 구성으로 된 잡음 간섭 제거부(250)를 구비함으로써 릴레이 동작 검출시 에러를 방지할 수 있다.
도 5는 변동 기준 전압을 가진 경우의 각부 파형도로서, 제1 일방향 소자(240) 및 제2 일방향 소자(245)의 출력 전압이 없는 경우, 기준 전압(Vref)은 소정 레벨을 유지한다. 이후 제1 일방향 소자(240)의 출력 전압(Va)이 소정 전위로 상승하면, 기준 전압(Vref)은 제3 일방향 소자(251)의 영향으로 제1 일방향 소자(240)의 출력 전압(Va)보다 순방향 전압 강하분만큼 낮은 전위로 상승한다.
이때에는 제2 일방향 소자(245)의 출력(Vb)에 잡음 전압이 삽입되더라도 기준 전압(Vref) 레벨이 상승한 상태이므로 제2 비교기(265)의 출력(V2)은 "L"레벨 상태를 유지할 수 있다.
도 6은 출력 전압 증가에 따른 기준 전압 증가 파형도로서, 제1 일방향 소자(240)의 출력 전압(Va)이 상승하는 경우, 기준 전압(Vref)도 순방향 전압 강하분만큼의 전위차를 유지한 채 상승한다.
상기한 바와 같은 실시 예들은 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: AC-DC 변환부
115: 평활부
120, 125: 고주파 전력 증폭부
130, 135: 결합용 변압부
140, 145: 공진 네트워크
150: 컴바이너
160: 고주파 센서
170: 스위치
180: 플라즈마 챔버
190: 컨트롤러
210: 릴레이부
220, 225: 고주파 전력 검출부
230, 235: 임피던스 매칭부
240, 245: 역방향 신호 차단부
250: 잡음 간섭 제거부
260, 265: 비교부

Claims (5)

  1. 소정 레벨의 직류 전압을 증폭하여 제1 및 제2 고주파 증폭 신호를 출력하도록 구성된 고주파 증폭부;
    상기 제1 고주파 증폭 신호와 상기 제2 고주파 증폭 신호를 결합하여 고주파 전력 신호를 출력하도록 구성된 컴바이너;
    상기 컴바이너의 출력측에 배치되고, 상기 컴바이너의 출력측에 흐르는 전기적 신호를 검출하여 전기적 검출 신호를 출력하도록 구성된 고주파 센서;
    외부에서 인가되는 컨트롤 신호와 상기 전기적 검출 신호를 이용하여 스위칭 제어 신호를 출력하도록 구성된 컨트롤러;
    상기 컴바이너와 플라즈마 챔버 사이에 배치되고, 상기 스위칭 제어 신호에 제어되어 상기 고주파 전력 신호를 복수의 고주파 전력 출력 신호로 출력하도록 구성된 스위치; 및
    상기 복수의 고주파 전력 출력 신호를 검출하여 상기 스위치의 동작 상태를 감시하도록 구성된 상태 감시부
    를 포함하는 이중 출력 감시 기능을 가진 고주파 제너레이터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 스위치는 기계적 스위치 또는 전자적 스위치로 구현되고, 상기 스위치를 통해 출력되는 상기 고주파 전력 신호는 상기 플라즈마 챔버의 상측 또는 하측 전극에 번갈아 출력되는 것을 특징으로 하는 이중 출력 감시 기능을 가진 고주파 제너레이터.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 상태 감시부는,
    상기 스위칭 제어 신호에 제어되어 A 접점을 통해 제1 고주파 전력 출력 신호를 출력하고, B 접점을 통해 제2 고주파 전력 출력 신호를 출력하는 릴레이부;
    상기 릴레이부로부터 출력되는 제1 및 제2 고주파 전력 출력 신호로부터 각각 제1 및 제2 고주파 전력을 검출하는 제1 및 제2 고주파 전력 검출기;
    상기 제1 및 제2 고주파 전력 검출기와 후단의 제1 및 제2 비교기 사이의 임피던스를 각각 매칭하도록 구성된 제1 및 제2 임피던스 매처;
    상기 제1 및 제2 고주파 전력 검출기로부터 각각 출력되는 제1 및 제2 고주파 전력을 후단의 제1 및 제2 비교기측으로 일방향으로 통과시키도록 구성된 제1 및 제2 일방향 소자를 포함하는 역방향 신호 차단부;
    상기 제1 및 제2 일방향 소자로부터 기준 전압이 제공되는 기준 전압 터미널 측으로 각각 순방향 결합되는 제3 및 제4 일방향 소자를 포함하는 잡음 간섭 제거부; 및
    상기 제1 일방향 소자의 출력 전압과 상기 기준 전압을 비교하는 제1 비교기와, 상기 제2 일방향 소자의 출력 전압과 상기 기준 전압을 비교하는 제2 비교기를 포함하는 비교부
    를 포함하는 이중 출력 감시 기능을 가진 고주파 제너레이터.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 및 제2 고주파 전력 검출기는, 상기 릴레이부의 A 접점에 연결되는 제1 마이크로 스트립 트랜스포머와, 상기 릴레이부의 B 접점에 연결되는 제2 마이크로 스트립 트랜스포머를 포함하는 이중 출력 감시 기능을 가진 고주파 제너레이터.
  5. 청구항 4에 있어서,
    제1 내지 제4 일방향 소자는 다이오드인 것을 특징으로 하는 이중 출력 감시 기능을 가진 고주파 제너레이터.
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