Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

KR101930440B1 - Apparatus of supplying power for generating plasma - Google Patents

Apparatus of supplying power for generating plasma Download PDF

Info

Publication number
KR101930440B1
KR101930440B1 KR1020170001554A KR20170001554A KR101930440B1 KR 101930440 B1 KR101930440 B1 KR 101930440B1 KR 1020170001554 A KR1020170001554 A KR 1020170001554A KR 20170001554 A KR20170001554 A KR 20170001554A KR 101930440 B1 KR101930440 B1 KR 101930440B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
impedance
voltage
current
variable
signal
Prior art date
Application number
KR1020170001554A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20180080632A (en
Inventor
박승진
권순구
Original Assignee
주식회사 메디플
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 메디플 filed Critical 주식회사 메디플
Priority to KR1020170001554A priority Critical patent/KR101930440B1/en
Priority to PCT/KR2017/007908 priority patent/WO2018128236A1/en
Publication of KR20180080632A publication Critical patent/KR20180080632A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101930440B1 publication Critical patent/KR101930440B1/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
    • H01J37/32183—Matching circuits
    • 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
    • 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
    • H01J37/32917—Plasma diagnostics
    • H01J37/3299—Feedback systems
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08—Details of the phase-locked loop
    • H03L7/099—Details of the phase-locked loop concerning mainly the controlled oscillator of the loop
    • H05H2001/4682—

Landscapes

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

Abstract

플라즈마를 생성하기 위한 에너지를 갖도록 증폭된 고주파 신호를 공급하는 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치로서, 상기 고주파 신호의 주파수를 갖는 신호를 생성하는 주파수 발생기; 상기 주파수 발생기에서 생성된 신호의 전력을 증폭하여 상기 전력 공급 장치의 출력단으로 제공하는 전력 증폭기; 상기 전력 증폭기로에서 출력되는 고주파 신호의 전압, 전류 및 상기 전압과 전류 사이의 위상차를 검출하는 전압/전류 센서; 상기 전력 증폭기와 상기 출력단 사이에 연결되며, 복수의 가변 수동소자를 포함하는 가변 임피던스 소자부; 및 상기 전압/전류 센서에서 검출된 상기 전압, 상기 전류 및 상기 위상차에 기반하여 상기 출력단에 연결된 부하의 임피던스를 도출하고, 상기 부하의 임피던스에 기반하여 상기 가변 수동소자의 임피던스를 조정하는 임피던스 조정기를 포함한다.A power supply apparatus for generating plasma, the apparatus comprising: a frequency generator for generating a signal having a frequency of the high-frequency signal; A power amplifier for amplifying power of a signal generated by the frequency generator and providing the amplified signal to an output terminal of the power supply; A voltage / current sensor for detecting a voltage and a current of a high-frequency signal output from the power amplifier, and a phase difference between the voltage and the current; A variable impedance element connected between the power amplifier and the output terminal, the variable impedance element including a plurality of variable passive elements; And an impedance regulator for deriving an impedance of the load connected to the output terminal based on the voltage, the current, and the phase difference detected by the voltage / current sensor, and adjusting an impedance of the variable passive element based on the impedance of the load .

Description

플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치{APPARATUS OF SUPPLYING POWER FOR GENERATING PLASMA}[0001] APPARATUS OF SUPPLYING POWER FOR GENERATING PLASMA [0002]

본 발명은 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부하의 크기가 변동되는 경우에도 자동 임피던스 매칭을 통해 반사 전력을 제거하여 최대 전송 전력을 제공할 수 있는 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply apparatus for plasma generation, and more particularly, to a power supply apparatus for plasma generation capable of providing a maximum transmission power by eliminating reflected power through automatic impedance matching even when load size fluctuates. ≪ / RTI >

최근 플라즈마를 이용한 지혈 및 상처소독, 살균, 치아 미백, 암 치료 등 생의학 분야의 다양한 응용에 대한 관심이 증가하고 있다.Recently, interest in various applications in biomedical fields such as bleeding and wound disinfection using plasma, sterilization, tooth whitening, and cancer treatment is increasing.

이와 같이 플라즈마를 다양한 생의학 분야에 응용하여 사용하기 위해서는, 반도체 공정 등에서 이용되는 플라즈마처럼 진공 챔버(Vacuum chamber)에서 구현될 수 있는 낮은 기압 조건(low pressure)에서 생성하기 보다는 대기압 하에서 동작하여 플라즈마를 생성할 수 있는 플라즈마 발생장치의 개발이 요청되었다.In order to apply the plasma to various biomedical fields, the plasma is generated under atmospheric pressure rather than being generated at a low pressure, which can be realized in a vacuum chamber such as a plasma used in a semiconductor process, A plasma generating apparatus capable of generating plasma is required.

한국등록특허 제10-1012345호에는 대기압 하에서 동작하여 플라즈마를 생성할 수 있는 저전력 휴대용 마이크로파 플라즈마 생성기가 소개된 바 있다. 상기 선행문헌에는 동축 케이블로 제공되는 마이크로파의 공진 에너지를 이용하여 플라즈마를 생성하기 위한 장치가 개시된다. 즉, 상기 선행문헌에 개시된 플라즈마 생성장치는 동축 케이블을 구성하는 두 도체 사이의 공간에 가스를 주입하고 주입된 가스가 동축 케이블의 도체들에 제공되는 마이크로파의 공진에너지에 의해 플라즈마 상태가 되도록 구성된다.Korean Patent No. 10-1012345 discloses a low-power portable microwave plasma generator capable of generating plasma by operating under atmospheric pressure. This prior art document discloses an apparatus for generating plasma using resonant energy of a microwave provided in a coaxial cable. That is, in the plasma generating apparatus disclosed in the above-mentioned prior art, a gas is injected into a space between two conductors constituting a coaxial cable, and the injected gas is made to be in a plasma state by the resonance energy of microwaves provided to the conductors of the coaxial cable .

이와 같은 종래의 플라즈마 생성 장치로 에너지를 갖는 마이크로파를 공급하기 위해서는 전력 공급 장치가 요구된다. 통상, 플라즈마 생성용 전력 공급 장치는 소정 전력을 갖는 마이크로파를 생성하여 출력하는데, 마이크로파가 출력되는 출력단은 50 Ω을 기준으로 원하는 전력을 출력할 수 있도록 설계되고 있다.In order to supply microwaves having energy to such a conventional plasma generation apparatus, a power supply apparatus is required. Generally, a plasma generation power supply device generates and outputs a microwave having a predetermined power, and an output terminal through which a microwave is output is designed to output a desired power based on 50 Ω.

그러나, 전력 공급 장치가 실제 적용되는 경우에는 다양한 환경 조건에 따라 그 출력단에 연결되는 부하가 50 이 아닌 경우가 빈번하게 발생하게 되며, 이 경우 전송 전력(delivered power)은 부하의 크기에 따라 다양하게 변동됨으로써 원하는 전력을 공급하지 못하게 되는 문제가 발생할 수 있다. However, when the power supply device is actually used, the load connected to the output terminal is frequently not 50 according to various environmental conditions. In this case, the delivered power varies depending on the size of the load There is a possibility that the desired power can not be supplied due to fluctuation.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.It should be understood that the foregoing description of the background art is merely for the purpose of promoting an understanding of the background of the present invention and is not to be construed as an admission that the prior art is known to those skilled in the art.

KR 10-1012345 BKR 10-1012345 B

이에 본 발명은, 하의 크기가 변동되는 경우에도 자동 임피던스 매칭을 통해 반사 전력을 제거하여 최대 전송 전력을 제공할 수 있는 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a power supply apparatus for plasma generation capable of providing a maximum transmission power by eliminating reflected power through automatic impedance matching even when the size of a lower electrode varies.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,According to an aspect of the present invention,

플라즈마를 생성하기 위한 에너지를 갖도록 증폭된 고주파 신호를 공급하는 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치에 있어서,A power supply apparatus for generating plasma, which supplies an amplified high frequency signal with energy for generating a plasma,

상기 고주파 신호의 주파수를 갖는 신호를 생성하는 주파수 발생기;A frequency generator for generating a signal having a frequency of the high frequency signal;

상기 주파수 발생기에서 생성된 신호의 전력을 증폭하여 상기 전력 공급 장치의 출력단으로 제공하는 전력 증폭기;A power amplifier for amplifying power of a signal generated by the frequency generator and providing the amplified signal to an output terminal of the power supply;

상기 전력 증폭기로에서 출력되는 고주파 신호의 전압, 전류 및 상기 전압과 전류 사이의 위상차를 검출하는 전압/전류 센서;A voltage / current sensor for detecting a voltage and a current of a high-frequency signal output from the power amplifier, and a phase difference between the voltage and the current;

상기 전력 증폭기와 상기 출력단 사이에 연결되며, 복수의 가변 수동소자를 포함하는 가변 임피던스 소자부; 및A variable impedance element connected between the power amplifier and the output terminal, the variable impedance element including a plurality of variable passive elements; And

상기 전압/전류 센서에서 검출된 상기 전압, 상기 전류 및 상기 위상차에 기반하여 상기 출력단에 연결된 부하의 임피던스를 도출하고, 상기 부하의 임피던스에 기반하여 상기 가변 수동소자의 임피던스를 조정하는 임피던스 조정기;An impedance regulator for deriving an impedance of the load connected to the output terminal based on the voltage, the current, and the phase difference detected by the voltage / current sensor, and adjusting an impedance of the variable passive element based on the impedance of the load;

를 포함하는 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치를 제공한다.And a power supply for generating plasma.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 주파수 발생기는, 발진신호를 출력하는 크리스탈 오실레이터 및 상기 발진 신호의 주파수를 상기 고주파 신호의 주파수로 변경하는 PLL(phase-locked loop)을 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the frequency generator may include a crystal oscillator for outputting an oscillation signal and a phase-locked loop (PLL) for changing the frequency of the oscillation signal to a frequency of the high-frequency signal.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 주파수 발생기는, 제어 전압에 의해 출력 주파수가 조정되어 상기 고주파 신호의 주파수를 출력하는 전압제어발진기를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the frequency generator may include a voltage-controlled oscillator whose output frequency is adjusted by a control voltage to output the frequency of the high-frequency signal.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 전압/전류 센서는 전압-전류 프로브로 구현될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the voltage / current sensor may be implemented with a voltage-current probe.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 임피던스 조정기는,In an embodiment of the present invention, the impedance adjuster includes:

[식] [expression]

Figure 112017001281318-pat00001
Figure 112017001281318-pat00001

(X: 상기 부하의 임피던스의 실수부, Y: 상기 부하의 임피던스의 허수부, V는 상기 전압/전류 센서에서 검출된 고주파 신호의 전압값, I: 상기 전압/전류 센서에서 검출된 고주파 신호의 전류값, θ: 상기 전압/전류 센서에서 검출된 위상차)에 의해 상기 부하의 임피던스를 결정할 수 있다.V is the voltage value of the high frequency signal detected by the voltage / current sensor, I is the voltage of the high frequency signal detected by the voltage / current sensor, X is the real part of the impedance of the load, Y is the imaginary part of the impedance of the load, Current value, and [theta]: the phase difference detected by the voltage / current sensor), the impedance of the load can be determined.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 임피던스 조정기는, 상기 부하의 임피던스와 상기 복수의 가변 수동소자의 임피던스의 합성 임피던스가 사전 설정된 기준 임피던스가 되도록 상기 가변 수동소자의 임피던스를 조정할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the impedance adjuster may adjust the impedance of the variable passive element so that the combined impedance of the impedance of the load and the impedance of the plurality of variable passive elements becomes a predetermined reference impedance.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 가변 임피던스 소자부는, 커패시턴스 값을 변경할 수 있는 가변 커패시터 또는 인덕턴스 값을 변경할 수 있는 가변 인덕터를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the variable impedance element portion may include a variable capacitor capable of changing a capacitance value or a variable inductor capable of changing an inductance value.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 가변 커패시터 또는 상기 가변 인덕터는 상기 전력 증폭기와 상기 출력단 사이에 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the variable capacitor or the variable inductor may be connected in series or in parallel between the power amplifier and the output terminal.

상술한 바와 같은 과제 해결 수단을 갖는 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치에 따르면, 플라즈마 생성 장치의 동작 상태 혹은 주변 환경에 따라 전력 공급 장치의 부하 임피던스가 기준 임피던스(50 )를 유지하지 못하고 변화되는 경우에도 그에 따라 임피던스 매칭을 수행함으로써 반사전력을 제거하여 전력 손실을 줄이고 플라즈마 생성기의 작동에 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.According to the power supply apparatus for plasma generation having the above-described means for solving the problem, even when the load impedance of the power supply apparatus changes without maintaining the reference impedance 50 according to the operation state of the plasma generator or the surrounding environment Accordingly, impedance matching is performed to eliminate reflected power, thereby reducing power loss and securing reliability in operation of the plasma generator.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치가 적용되는 플라즈마 생성 시스템을 간략하게 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치를 도시한 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치의 임피던스 조정기 및 가변 임피던스 소자의 일 예를 더욱 상세하게 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시형태에 따른 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치의 임피던스 조정기 및 가변 임피던스 소자의 일 예에 의한 임피던스 매칭의 과정을 설명하기 위한 스미스차트이다.1 is a schematic view illustrating a plasma generation system to which a power supply device for plasma generation according to an embodiment of the present invention is applied.
2 is a block diagram showing a power supply device for plasma generation according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating in more detail an example of an impedance regulator and a variable impedance element of a power supply apparatus for plasma generation according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a Smith chart for explaining the impedance matching process according to an example of the impedance adjuster and the variable impedance element of the power supply apparatus for plasma generation according to the embodiment of the present invention shown in FIG.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치에 대하여 살펴본다.Hereinafter, a power supply apparatus for generating plasma according to various embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치가 적용되는 플라즈마 생성 시스템을 간략하게 도시한 도면이다.1 is a schematic view illustrating a plasma generation system to which a power supply device for plasma generation according to an embodiment of the present invention is applied.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치가 적용되는 플라즈마 생성 시스템은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 전력 공급 장치(10)와, 가스를 공급하는 가스 공급 장치(20) 및 전력 공급 장치(10)에서 공급되는 고주파 신호의 공진 에너지로 가스 공급 장치(20)에서 공급되는 가스를 방전 시켜 플라즈마를 생성하는 공진기(30)를 포함하여 구성될 수 있다.1, a plasma generation system to which a power supply device for plasma generation according to an embodiment of the present invention is applied includes a power supply device 10 according to an embodiment of the present invention, And a resonator 30 for generating a plasma by discharging the gas supplied from the gas supply device 20 by the resonance energy of the high-frequency signal supplied from the supply device 20 and the power supply device 10.

선행기술문헌인 한국등록특허 제10-1012345호에는 이러한 플라즈마 생성 시스템 중 공진기(30)의 구성이 상세하게 개시되는 바 공진기(30)에 대한 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다.Korean Patent No. 10-1012345 which is a prior art document discloses the configuration of the resonator 30 among the plasma generation systems in detail, and thus the detailed description of the resonator 30 will be omitted.

이러한 플라즈마 생성 시스템에서, 전력 공급 장치(10)는 가스의 방전을 통해 플라즈마를 생성하는 공진기(30)로 소정 전력의 고주파 신호를 제공하기 위해 마련된 것으로 안정적인 플라즈마 생성을 위해 사전 설정된 일정한 전력을 갖는 고주파 신호를 공진기(30)로 제공하도록 구성되어야 한다. 하지만, 전력 공급 장치(10)의 신호 출력단은 사전에 일정 임피던스(예를 들어, 50 Ω)를 기준으로 전송 전력을 출력하도록 설계되므로, 출력단의 임피던스가 변경되는 경우 반사되어 출력단으로 다시 입력되는 반사 전력이 발생함에 따라 공진기(30)에서 요구되는 충분한 전력의 고주파 신호를 제공하는 것이 불가능 하게 된다. In this plasma generation system, the power supply apparatus 10 is provided for providing a high-frequency signal of a predetermined power to a resonator 30 that generates a plasma through discharge of a gas. The high-frequency signal having a predetermined constant power for stable plasma generation And to provide a signal to the resonator 30. However, since the signal output terminal of the power supply apparatus 10 is designed to output the transmission power based on a predetermined impedance (for example, 50?) In advance, when the impedance of the output terminal is changed, It becomes impossible to provide a high-frequency signal of sufficient power required by the resonator 30 as the power is generated.

예를 들어, 출력단의 임피던스가 변경되는 경우로는, 공진기(30)에서 생성되는 플라즈마 자체가 처리부에 직접 닿는 경우 전기적인 등가 임피던스가 변화되는 경우, 또는 공진기(30)에서 플라즈마의 점화 전과 후가 반사 특성의 차이가 매우 심한 경우, 또는 전력 공급 장치(10)와 공진기(30) 사이의 케이블 길이가 변경되는 경우 등이 있을 수 있다.For example, when the impedance of the output terminal is changed, the electric equivalent impedance is changed when the plasma itself generated by the resonator 30 touches the processing unit, or when the plasma is ignited before and after the plasma is ignited by the resonator 30 There may be a case where the difference in the reflection characteristic is very severe or the cable length between the power supply device 10 and the resonator 30 is changed.

따라서, 전력 공급 장치(10)는 부하의 임피던스가 변경되는 경우에도 반사 전력을 억제함으로써 공진기(30)에서 요구되는 전력을 출력단으로 출력할 수 있도록 구성되어야 하는 것이다.Therefore, the power supply device 10 should be configured to output the power required by the resonator 30 to the output terminal by suppressing the reflected power even when the impedance of the load is changed.

이와 같이, 반사 전력을 제거하여 사전 설정된(공진기(30)에서 요구되는) 전력의 고주파 신호를 출력할 수 있도록 본 발명의 일 실시형태에 따른 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치는 도 2에 도시된 것과 같은 구성을 갖는다.As described above, the power supply device for plasma generation according to an embodiment of the present invention, which can output a high-frequency signal of a predetermined power (required in the resonator 30) by removing the reflected power, Respectively.

도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치를 도시한 블록 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치의 임피던스 조정기 및 가변 임피던스 소자의 일 예를 더욱 상세하게 도시한 도면이다.FIG. 2 is a block diagram showing a power supply apparatus for plasma generation according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a graph showing the relationship between the impedance adjuster and the variable impedance of the power supply apparatus for plasma generation according to an embodiment of the present invention. 1 is a diagram showing an example of a device in more detail.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치는, 주파수 발생기(11)와, 전력 증폭기(12)와, 전압/전류 센서(13)와, 임피던스 조정기(14) 및 가변 임피던스 소자부(15)를 포함하여 구성될 수 있다.2 and 3, a power supply device for plasma generation according to an embodiment of the present invention includes a frequency generator 11, a power amplifier 12, a voltage / current sensor 13, A regulator 14 and a variable impedance element portion 15, as shown in Fig.

주파수 발생기(11)는 원하는 주파수의 신호를 생성하여 출력하는 요소이다. 주파수 발생기(11)에서 생성되는 신호의 주파수는 필요에 따라 다양하게 설정될 수 있는데, 저온 플라즈마 생성을 위한 시스템에 적용될 수 있는 대략 수백 kHz 내지 수 GHz의 밀리미터파 대역의 신호가 생성될 수 있다.The frequency generator 11 is an element for generating and outputting a signal of a desired frequency. The frequency of the signal generated in the frequency generator 11 can be set variously as required, and a signal of a millimeter wave band of about several hundred kHz to several GHz, which can be applied to a system for generating a low-temperature plasma, can be generated.

주파수 발생기(11)는 당 기술분야에 알려진 다양한 주파수 발생 장치가 적용될 수 있다. 예를 들어, 주파수 발생기(11)는 발진회로가 내장되어 PLL의 입력이 되는 발진신호를 출력하는 크리스탈 오실레이터와, 발진회로에서 생성된 주파수 신호를 입력 받아 마이크로파 플라즈마 발생 시스템에서 요구되는 주파수를 갖는 신호로 주파수 변경하는 PLL(phase-locked loop)로 구현될 수 있다. 다른 예로, 입력되는 제어 전압의 크기에 따라 출력 신호의 주파수를 조정하는 전압제어발진기(VCO: Voltage Controlled Oscillator)로 구현될 수 있다. The frequency generator 11 may be applied to various frequency generating devices known in the art. For example, the frequency generator 11 may include a crystal oscillator that includes an oscillation circuit and outputs an oscillation signal that is an input to the PLL, and a crystal oscillator that receives a frequency signal generated by the oscillation circuit and generates a signal having a frequency required by the microwave plasma generation system And a phase-locked loop (PLL) in which a frequency is changed to a frequency. As another example, it may be implemented as a voltage controlled oscillator (VCO) that adjusts the frequency of the output signal according to the magnitude of the input control voltage.

여기서, 크리스탈 오실레이터와 PLL은 하나의 칩의 형태로 제작될 수 있으며 전압제어발진기 역시 하나의 칩 형태로 제작될 수 있다.Here, the crystal oscillator and the PLL can be fabricated in the form of a single chip, and the voltage controlled oscillator can also be fabricated in a single chip form.

전력 증폭기(12)는 주파수 발생기(11)에서 생성된 소정 주파수의 신호를 입력 받아 그 전력(power)를 증폭시키는 요소이다. The power amplifier 12 receives a signal of a predetermined frequency generated by the frequency generator 11 and amplifies the power of the signal.

본 발명의 여러 실시형태에서, 전력 증폭기(12)는 별도의 제어 신호를 입력 받고 제어 신호에 따라 이득(증폭율)이 조정될 수 있는 가변 이득 전력 증폭기가 채용될 수 있다. In various embodiments of the present invention, the power amplifier 12 may employ a variable gain power amplifier in which a separate control signal is input and the gain (the amplification factor) can be adjusted according to the control signal.

전압/전류 센서(13)는 전력 증폭기(12)로부터 부하 측으로 전달되는 고주파 신호의 전압, 전류 및 전압과 전류 간의 위상차를 검출한다. 예를 들어, 전압/전류 센서(13)는 당 기술분야에 알려진 고주파 신호의 전압, 전류 및 전압-전류간 위상차를 검출할 수 있는 장비인 전압-전류 프로브(voltage-current probe: VI probe)로 구현될 수 있다.The voltage / current sensor 13 detects the voltage, current, and phase difference between the voltage and the current of the high-frequency signal transmitted from the power amplifier 12 to the load side. For example, the voltage / current sensor 13 may be a voltage-current probe (VI probe), which is a device capable of detecting voltage, current, and voltage-current phase difference of a high frequency signal known in the art Can be implemented.

임피던스 조정기(14)는 전압/전류 센서(13)에서 검출된 전압, 전류 및 위상차를 기반으로 전력 공급 장치의 출력단에 연결되는 부하의 임피던스 값을 연산하고, 연산된 부하의 임피던스 값에 기반하여 전력 증폭기(12)의 출력단에서 부하측으로 바라본 임피던스 값이 사전 설정된 기준 임피던스 값이 될 수 있도록 가변 임피던스 소자부(15)의 임피던스 값을 결정할 수 있다.The impedance adjuster 14 calculates the impedance value of the load connected to the output terminal of the power supply based on the voltage, current and phase difference detected by the voltage / current sensor 13, and calculates the impedance The impedance value of the variable impedance element portion 15 can be determined so that the impedance value viewed from the output terminal of the amplifier 12 toward the load side becomes a predetermined reference impedance value.

가변 임피던스 소자부(15)은 임피던스 값이 적절하게 변경될 수 있는 복수의 수동 소자들을 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 예는 직병렬 관계로 연결된 두 개의 가변 커패시터로 가변 임피던스 소자부(15)를 구현한 것이나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 가변 임피던스 소자부(15)는 커패시턴스가 변경될 수 있는 가변 커패시터 및/또는 인덕턴스가 변경될 수 있는 가변 인덕터를 포함할 수 있다. 또한, 가변 임피던스 소자부(15)에 포함되는 수동 소자들은 전력 증폭기(12)와 출력단 사이에 직렬 또는/및 병렬로 연결될 수 있다. The variable impedance element portion 15 may include a plurality of passive elements whose impedance values can be appropriately changed. In the example shown in FIG. 3, the variable impedance element unit 15 is implemented by two variable capacitors connected in a series-parallel relationship, but the present invention is not limited thereto. For example, the variable impedance element portion 15 may include a variable capacitor whose capacitance can be changed and / or a variable inductor whose inductance can be changed. The passive elements included in the variable impedance element portion 15 may be connected in series and / or in parallel between the power amplifier 12 and the output terminal.

이상과 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시형태에 따른 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치의 작용 및 효과에 대해 설명한다.The operation and effect of the power supply device for generating plasma according to the embodiment of the present invention having the above-described configuration will be described.

주파수 발생기(11)에서 소정 주파수의 고주파 신호를 출력하고, 주파수 발생기(11)에서 출력된 고주파 신호는 전력 증폭기(12)로 입력되어 사전 설정된 이득으로 전력이 증폭되어 출력된다. 전력 증폭기(12)에서 이루어지는 전력 증폭의 이득은 고주파 신호를 입력 받아 플라즈마를 생성하는 공진기(도 1의 '30')에서 요구하는 공진 에너지에 따라 설정될 수 있다.The frequency generator 11 outputs a high frequency signal having a predetermined frequency and the high frequency signal output from the frequency generator 11 is input to the power amplifier 12 so that the power is amplified with a predetermined gain. The gain of the power amplification in the power amplifier 12 can be set according to the resonance energy required in the resonator ('30' in FIG. 1) that receives the high-frequency signal and generates plasma.

전력 증폭기(12)에서 출력되는 전력 증폭된 고주파 신호는 출력단을 통해 부하로 제공되는데, 이 과정에서 전압/전류 센서(13)는 전력 증폭기(12)에서 부하로 제공되는 고주파 신호의 전압, 전류 및 전압-전류 위상차를 검출하여 임피던스 조정기(14)로 제공한다.The voltage / current sensor 13 detects a voltage, a current, and a voltage of a high-frequency signal supplied to the load from the power amplifier 12, and outputs the amplified high- Detects the voltage-current phase difference and provides it to the impedance adjuster 14. [

임피던스 조정기(14)는 먼저, 전압/전류 센서(13)는 전력 증폭기(12)에서 부하로 제공되는 고주파 신호의 전압, 전류 및 전압-전류 위상차를 검출한 값을 이용하여 현재 부하의 임피던스를 연산한다.The impedance regulator 14 first calculates the impedance of the current load using the voltage, current, and voltage-current phase difference of the high-frequency signal supplied to the load from the power amplifier 12, do.

임피던스 조정기(14)에 의해 이루어지는 임피던스 연산은 다음의 식 1을 통해 이루어질 수 있다.Impedance calculation performed by the impedance adjuster 14 can be performed by the following Equation 1.

[식 1][Formula 1]

Figure 112017001281318-pat00002
Figure 112017001281318-pat00002

상기 식 1에서 ZL은 부하의 임피던스를 나타내며, X는 부하의 임피던스의 실수부를 나타내고, Y는 부하의 임피던스의 허수부를 나타내며, V는 전압/전류 센서(13)에서 검출된 고주파 신호의 전압값, I는 전압/전류 센서(13)에서 검출된 고주파 신호의 전류값, θ는 고주파 신호의 전압과 전류 사이의 위상차를 나타낸다.The formula Z L at 1 represents the impedance of the load, X represents a real part of the impedance of the load, Y denotes parts imaginary part of the impedance of the load, V is the voltage value of the high-frequency signal detected by the voltage / current sensor 13, I represents the current value of the high frequency signal detected by the voltage / current sensor 13, and? Represents the phase difference between the voltage and the current of the high frequency signal.

임피던스 조정기(14)는 상기 식 1에 의해 도출된 부하의 임피던스를 이용하여 가변 임피던스 소자부(15)에 마련된 가변 수동 소자들의 임피던스 값을 결정한다.The impedance adjuster 14 determines the impedance value of the variable passive elements provided in the variable impedance element portion 15 using the impedance of the load derived by Equation (1).

도 3에 도시된 것과 같이, 전력 증폭기(12)와 출력단 사이에 병렬로 연결된 제1 커패시터(C1)와 전력 증폭기(12)와 출력단 사이에 직렬로 연결된 제2 커패시터(C2)로 가변 임피던스 소자부(15)가 구현된 경우를 예로 설명하면 다음과 같다. 여기서, 참조부호 'C1', 'C2'는 가변 임피던스 소자부(15)에 포함된 커패시터를 의미하기도 하며, 각 커패시터의 커패시턴스를 의미하는 것으로 설명될 것이다.3, a first capacitor C1 connected in parallel between the power amplifier 12 and the output terminal, a second capacitor C2 connected in series between the power amplifier 12 and the output terminal, and a variable- (15) is implemented will be described as an example. Here, 'C1' and 'C2' denote capacitors included in the variable impedance element unit 15 and will be described as meaning the capacitances of the capacitors.

임피던스 조정기(14)는 전력 증폭기(12)에서 전력 공급 장치의 출력단으로 바라본 임피던스가 사전 설정된 기준 임피던스(예를 들어, 50 Ω)이 되도록 각각의 가변 커패시터(C1, C2)의 커패시턴스를 결정한다. 즉, 임피던스 조정기(14)는, 가변 임피던스 소자부(15)에 의한 임피던스와 부하의 임피던스(X + jY)의 합성 임피던스가 기준 임피던스가 되도록 가변 커패시터의 커패시터를 결정하면 된다.The impedance adjuster 14 determines the capacitance of each of the variable capacitors C1 and C2 such that the impedance seen from the power amplifier 12 to the output of the power supply is a predetermined reference impedance (e.g., 50 OMEGA). That is, the impedance adjuster 14 may determine the capacitor of the variable capacitor so that the combined impedance of the impedance by the variable impedance element 15 and the impedance (X + jY) of the load becomes the reference impedance.

각각의 커패시터의 임피던스(Zc1, Zc2)는 고주파 신호의 주파수가 'f'라고 할 때 다음의 식 2와 같이 결정될 수 있다. The impedances Zc1 and Zc2 of the respective capacitors can be determined according to the following Equation 2 when the frequency of the high frequency signal is 'f'.

[식 2][Formula 2]

Zc1 = 1 / (j * 2π * f * C1)Zc1 = 1 / (j * 2? * F * C1)

Zc2 = 1 / (j * 2π * f * C2)Zc2 = 1 / (j * 2? * F * C2)

또한, 두 커패시터와 부하의 임피던스의 합성 임피던스는 제1 커패시터(C1)과 상호 직렬 연결된 제2 커패시터(C2) 및 부하 임피던스(ZL)가 병렬로 연결된 것과 같으며, 합성 임피던스가 기준 임피던스(50 Ω)가 되도록 다음의 식 3과 같이 결정되어야 한다.The combined impedance of the impedances of the two capacitors and the load is the same as that of the second capacitor C2 connected in series with the first capacitor C1 and the load impedance Z L connected in parallel and the combined impedance is equal to the reference impedance 50 Ω) as shown in Equation 3 below.

[식 3][Formula 3]

Figure 112017001281318-pat00003
Figure 112017001281318-pat00003

식 3에 식 1과 식 2를 대입하고, C1과 C2에 대해 정리하면 가변 임피던스 소자부(15)의 가변 커패시터(C1, C2)의 커패시턴스가 결정될 수 있다. 이 과정은 다음의 식 4와 같다.The capacitance of the variable capacitors C1 and C2 of the variable impedance element section 15 can be determined by substituting the equations 1 and 2 into the equation 3 and summarizing C1 and C2. This process is shown in Equation 4 below.

[식 4][Formula 4]

Figure 112017001281318-pat00004
Figure 112017001281318-pat00004

Figure 112017001281318-pat00006
Figure 112017001281318-pat00006

Figure 112017001281318-pat00007
Figure 112017001281318-pat00007

Figure 112017001281318-pat00008
Figure 112017001281318-pat00008

Figure 112017001281318-pat00009
Figure 112017001281318-pat00009

Figure 112017001281318-pat00010
Figure 112017001281318-pat00010

Figure 112017001281318-pat00011
Figure 112017001281318-pat00011

식 4에서, Xc1은 '2π * f * C1'이며, Xc2는 '2π * f * C2'이다.In Equation 4, Xc1 is' 2? * F * C1 'and Xc2 is? 2 * f * C2'.

상기 식 4에 나타난 것과 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치는 가변 임피던스 소자부(15)에 포함된 가변 임피던스 소자의 임피던스 값을, 전압/전류 센서(13)에서 검출된 증폭된 고주파 신호의 전압, 전류 및 위상차로 결정되는 X와 Y를 이용하여 표현할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시형태에 따른 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치는 실시간으로 검출되는 증폭된 고주파 신호의 전압, 전류 및 위상차를 이용하여 가변 임피던스 소자부(15)의 가변 임피던스 소자의 임피던스 값을 즉각 연산하여 적용할 수 있으므로 가변하는 부하의 임피던스에 대응하여 신속하게 임피던스 매칭을 수행함으로써 전력 전달의 손실을 최소화할 수 있게 된다.As shown in Equation (4), the electric power supply apparatus for plasma generation according to the embodiment of the present invention can change the impedance value of the variable impedance element included in the variable impedance element portion 15 from the voltage / current sensor 13 And X and Y determined by the voltage, current, and phase difference of the detected amplified high frequency signal. That is, the power supply apparatus for plasma generation according to an embodiment of the present invention calculates the impedance value of the variable impedance element of the variable impedance element unit 15 using the voltage, current, and phase difference of the amplified high frequency signal detected in real time The impedance matching can be performed quickly corresponding to the impedance of the variable load, so that the loss of power transmission can be minimized.

도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시형태에 따른 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치의 임피던스 조정기 및 가변 임피던스 소자의 일 예에 의한 임피던스 매칭의 과정을 설명하기 위한 스미스차트이다. FIG. 4 is a Smith chart for explaining a process of impedance matching according to an example of the impedance adjuster and the variable impedance element of the power supply apparatus for plasma generation according to the embodiment of the present invention shown in FIG.

임퍼던스 조정기(14)가, 가변 임피던스 소자부(15)의 제2 커패시터(C2)의 커패시턴스를 결정함에 따라 전력 증폭기(12)에서 출력단으로 바라본 임피던스는 부하 임피던스(X + jY)에서 도 4에서 'C2'로 표시된 화살표를 따라 이동하게 되고, 가변 임피던스 소자부(15)의 제1 커패시터(C1)의 커패시턴스를 결정함에 따라 전력 증폭기(12)에서 출력단으로 바라본 임피던스는 다시 도 4에서 'C1'로 표시된 화살표를 따라 이동하게 되어 스미스차트의 중심점으로 이동하게 되어 원하는 기준 임피던스(50 Ω)가 될 수 있다.As the impedance 14 determines the capacitance of the second capacitor C2 of the variable impedance element 15, the impedance viewed from the power amplifier 12 to the output terminal is at load impedance (X + jY) The impedance of the first capacitor C1 of the variable impedance element section 15 is determined by the impedance of the output terminal of the power amplifier 12 as indicated by 'C1' in FIG. 4, And moves to the center point of the Smith chart so that the desired reference impedance (50?) Can be obtained.

이와 같이, 임피던스 조정기(14)는, 증폭된 고주파 신호의 전압, 전류 및 전압-전류 위상차를 검출한 값에 기반하여 전압/전류 센서(13)가 부하의 임피던스를 도출하고, 부하의 임피던스와 가변 임피던스 소자의 합성 임피던스를 원하는 기준 임피던스(50 Ω)가 되도록 가변 임피던스 소자부(15)의 임피던스를 조정함으로써 임피던스 매칭을 수행하게 된다.Thus, the impedance adjuster 14 derives the impedance of the load based on the voltage, current, and voltage-current phase difference of the amplified high frequency signal, and the impedance of the load and the variable The impedance matching is performed by adjusting the impedance of the variable impedance element portion 15 so that the combined impedance of the impedance element becomes a desired reference impedance (50 OMEGA).

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 여러 실시형태에 따른 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치는, 플라즈마 생성 장치의 동작 상태 혹은 주변 환경에 따라 전력 공급 장치의 부하 임피던스가 기준 임피던스(50 )를 유지하지 못하고 변화되는 경우에도 그에 따라 임피던스 매칭을 수행함으로써 반사전력을 제거하여 전력 손실을 줄이고 플라즈마 생성기의 작동에 신뢰성을 확보할 수 있다.As described above, according to the power supply apparatus for plasma generation according to various embodiments of the present invention, the load impedance of the power supply apparatus does not maintain the reference impedance 50 according to the operation state of the plasma generation apparatus or the surrounding environment The impedance matching is performed in accordance with the change of the power, thereby reducing the power loss and ensuring reliability in the operation of the plasma generator.

본 발명은 특정한 실시형태에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Although the present invention has been shown and described with respect to specific embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as hereinafter claimed It will be apparent to those of ordinary skill in the art.

11: 주파수 발생기 12: 전력 증폭기
13: 전압/전류 센서 14: 임피던스 조정기
15: 가변 임피던스 소자부11: Frequency generator 12: Power amplifier
13: Voltage / current sensor 14: Impedance regulator
15: Variable impedance element section

Claims (11)

플라즈마를 생성하기 위한 에너지를 갖도록 증폭된 고주파 신호를 공급하는 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치에 있어서,
상기 고주파 신호의 주파수를 갖는 신호를 생성하는 주파수 발생기;
상기 주파수 발생기에서 생성된 신호의 전력을 증폭하여 상기 전력 공급 장치의 출력단으로 제공하는 전력 증폭기;
상기 전력 증폭기와 상기 출력단 사이에 연결되며, 하나 이상의 가변 수동소자를 포함하는 가변 임피던스 소자부;
상기 가변 임피던스 소자부의 입력단의 고주파 신호의 전압, 전류 및 상기 전압과 전류 사이의 위상차를 실시간으로 검출하는 전압/전류 센서;
및
상기 전압/전류 센서에서 검출된 상기 전압, 상기 전류 및 상기 위상차를 이용하여 상기 출력단에 연결되는 부하의 현재 임피던스를 연산하고, 상기 연산한 현재 임피던스와 상기 가변 수동소자의 임피던스의 합성 임피던스가 사전 설정된 기준 임피던스가 되도록 상기 가변 수동소자의 임피던스를 조정하는 임피던스 조정기;
를 포함하는 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치.A power supply apparatus for generating plasma, which supplies an amplified high frequency signal having energy for generating a plasma,
A frequency generator for generating a signal having a frequency of the high frequency signal;
A power amplifier for amplifying power of a signal generated by the frequency generator and providing the amplified signal to an output terminal of the power supply;
A variable impedance element part connected between the power amplifier and the output terminal, the variable impedance element part including at least one variable passive element;
A voltage / current sensor for detecting in real time the voltage and current of the high-frequency signal at the input terminal of the variable impedance element and the phase difference between the voltage and the current;
And
Calculating a current impedance of a load connected to the output terminal using the voltage, the current, and the phase difference detected by the voltage / current sensor; and calculating a current impedance of the variable impedance element based on the calculated current impedance and a composite impedance of the impedance of the variable passive element An impedance adjuster for adjusting the impedance of the variable passive element to be a reference impedance;
And a power supply for generating plasma. 청구항 1에 있어서,
상기 주파수 발생기는, 발진신호를 출력하는 오실레이터 및 상기 발진 신호의 주파수를 상기 고주파 신호의 주파수로 변경하는 PLL(phase-locked loop)을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치.The method according to claim 1,
Wherein the frequency generator includes an oscillator for outputting an oscillation signal and a phase-locked loop (PLL) for changing the frequency of the oscillation signal to a frequency of the high-frequency signal. 청구항 1에 있어서,
상기 주파수 발생기는, 제어 전압에 의해 출력 주파수가 조정되어 상기 고주파 신호의 주파수를 출력하는 전압제어발진기를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치.The method according to claim 1,
Wherein the frequency generator includes a voltage controlled oscillator whose output frequency is adjusted by a control voltage to output the frequency of the high frequency signal. 청구항 1에 있어서,
상기 전압/전류 센서는 전압-전류 프로브인 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치.The method according to claim 1,
Wherein the voltage / current sensor is a voltage-current probe. 청구항 1에 있어서,
상기 임피던스 조정기는,
[식]
Figure 112018060079454-pat00012

(X: 상기 출력단에 연결되는 부하의 현재 임피던스의 실수부, Y: 상기 출력단에 연결되는 부하의 현재 임피던스의 허수부, V는 상기 전압/전류 센서에서 검출된 고주파 신호의 전압값, I: 상기 전압/전류 센서에서 검출된 고주파 신호의 전류값, θ: 상기 전압/전류 센서에서 검출된 위상차)에 의해 상기 출력단에 연결되는 부하의 현재 임피던스를 연산하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치.The method according to claim 1,
The impedance regulator includes:
[expression]
Figure 112018060079454-pat00012

V is a voltage value of a high frequency signal detected by the voltage / current sensor, I is a voltage value of the high frequency signal detected by the voltage / current sensor, X is a real part of the current impedance of the load connected to the output terminal, Y is an imaginary part of the current impedance of the load connected to the output terminal, The current value of the high frequency signal detected by the voltage / current sensor, and the phase difference detected by the voltage / current sensor), and calculates the current impedance of the load connected to the output terminal. . 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 가변 임피던스 소자부는, 커패시턴스 값을 변경할 수 있는 가변 커패시터 또는 인덕턴스 값을 변경할 수 있는 가변 인덕터를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치.The method according to claim 1,
Wherein the variable impedance element unit includes a variable capacitor capable of changing a capacitance value or a variable inductor capable of changing an inductance value. 청구항 7에 있어서,
상기 가변 커패시터 또는 상기 가변 인덕터는 상기 전력 증폭기와 상기 출력단 사이에 직렬 또는 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치.
The method of claim 7,
Wherein the variable capacitor or the variable inductor is connected in series or in parallel between the power amplifier and the output terminal.
삭제delete 플라즈마를 생성하기 위한 에너지를 갖도록 증폭된 고주파 신호를 공급하는 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치에 있어서,
상기 고주파 신호의 주파수를 갖는 신호를 생성하는 주파수 발생기;
상기 주파수 발생기에서 생성된 신호의 전력을 증폭하여 상기 전력 공급 장치의 출력단으로 제공하는 전력 증폭기;
상기 전력 증폭기와 상기 출력단 사이에 연결되며, 하나 이상의 가변 수동소자를 포함하는 가변 임피던스 소자부;
상기 가변 임피던스 소자부의 입력단의 임피던스에 대응하는 제1 값을 측정하는 센서; 및
상기 센서에서 검출된 상기 제1 값을 이용하여 상기 출력단에 연결되는 부하의 현재 임피던스를 연산하고, 상기 연산한 현재 임피던스와 상기 가변 수동소자의 임피던스의 합성 임피던스가 사전 설정된 기준 임피던스가 되도록 상기 가변 수동소자의 임피던스를 조정하는 임피던스 조정기;
를 포함하는 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치.A power supply apparatus for generating plasma, which supplies an amplified high frequency signal having energy for generating a plasma,
A frequency generator for generating a signal having a frequency of the high frequency signal;
A power amplifier for amplifying power of a signal generated by the frequency generator and providing the amplified signal to an output terminal of the power supply;
A variable impedance element part connected between the power amplifier and the output terminal, the variable impedance element part including at least one variable passive element;
A sensor for measuring a first value corresponding to an impedance of an input terminal of the variable impedance element; And
Calculating a current impedance of a load connected to the output terminal by using the first value detected by the sensor, calculating a current impedance of the variable passive element so that a synthetic impedance of the calculated current impedance and an impedance of the variable passive element becomes a predetermined reference impedance, An impedance adjuster for adjusting the impedance of the device;
And a power supply for generating plasma. 청구항 10에 있어서,
상기 제1 값은 상기 전력 증폭기로 출력되는 고주파 신호의 전압, 전류 및 상기 전압과 전류 사이의 위상차인 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성을 위한 전력 공급 장치.

The method of claim 10,
Wherein the first value is a voltage and a current of a high-frequency signal output to the power amplifier, and a phase difference between the voltage and the current.

KR1020170001554A 2017-01-04 2017-01-04 Apparatus of supplying power for generating plasma KR101930440B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170001554A KR101930440B1 (en) 2017-01-04 2017-01-04 Apparatus of supplying power for generating plasma
PCT/KR2017/007908 WO2018128236A1 (en) 2017-01-04 2017-07-21 Power supply device for plasma generation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170001554A KR101930440B1 (en) 2017-01-04 2017-01-04 Apparatus of supplying power for generating plasma

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180080632A KR20180080632A (en) 2018-07-12
KR101930440B1 true KR101930440B1 (en) 2018-12-18

Family

ID=62790960

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170001554A KR101930440B1 (en) 2017-01-04 2017-01-04 Apparatus of supplying power for generating plasma

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101930440B1 (en)
WO (1) WO2018128236A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10971335B2 (en) 2019-04-29 2021-04-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Radio frequency (RF) power monitoring device and plasma enhanced (PE) system including the same

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100907438B1 (en) 2007-01-15 2009-07-14 (주)제이하라 Plasma generator

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6042686A (en) * 1995-06-30 2000-03-28 Lam Research Corporation Power segmented electrode
JP4286404B2 (en) * 1999-10-15 2009-07-01 東京エレクトロン株式会社 Matching device and plasma processing apparatus
US6707255B2 (en) * 2002-07-10 2004-03-16 Eni Technology, Inc. Multirate processing for metrology of plasma RF source
US9312832B2 (en) * 2014-07-23 2016-04-12 Lam Research Corporation High power filter with single adjust for multiple channels
KR101761257B1 (en) * 2015-10-23 2017-07-26 주식회사 영신알에프 Atmospheric pressure plasma generating apparatus having integrated RF matching and analysis sensor unit

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100907438B1 (en) 2007-01-15 2009-07-14 (주)제이하라 Plasma generator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10971335B2 (en) 2019-04-29 2021-04-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Radio frequency (RF) power monitoring device and plasma enhanced (PE) system including the same

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018128236A1 (en) 2018-07-12
KR20180080632A (en) 2018-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4739793B2 (en) High frequency power supply
US8212428B2 (en) Portable power supply apparatus for generating microwave-excited microplasmas
EP1702344B1 (en) Stabilizing plasma and generator interactions
US7615983B2 (en) High frequency power device for protecting an amplifying element therein
JP2006286254A5 (en)
US8842704B2 (en) Multiple phase-locked loops for high-power RF-power combiners
KR102161154B1 (en) Plasma power supply system with a power stabilizer
KR101927439B1 (en) Apparatus of supplying power for generating plasma
JP2000049000A (en) Frequency adjusting device
KR101645118B1 (en) Plasma processing apparatus, abnormality determination method, and microwave generator
US10896810B2 (en) RF generating apparatus and plasma treatment apparatus
KR101930440B1 (en) Apparatus of supplying power for generating plasma
KR102194601B1 (en) Plasma power supply system having a electronic variable impedance matching box
Xu et al. Frequency-selective mhz power amplifier for dielectric barrier discharge plasma generation
WO2009116698A1 (en) Frequency stabilized dielectric heating apparatus using semiconductor and amplification circuit structure thereof
RU2695541C1 (en) Device for inputting energy into gas-discharge plasma
KR20210113073A (en) Plasma processing apparatus
US11885315B2 (en) Radio-frequency plasma generating system and method for adjusting the same
JP6864995B2 (en) Microwave plasma generator and microwave plasma generation method
JP6148090B2 (en) High frequency power supply
KR101290702B1 (en) Power module for microwave excited microplasmas and method for tracking automatically frequency the same
CN219107397U (en) Frequency generator arrangement, radar transmitter, radar receiver and radar system
Samoylov et al. The use of adaptive matching circuits to adjust the impedance of high-frequency loads
KR100904883B1 (en) Frequency locking type dielectric heating device
KR0139504Y1 (en) Auto-tuning apparatus for induction heating cooker

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant