Matcher 3 stub 정합에 대해 궁금합니다.
2016.03.16 22:04
안녕하세요. 직장에서 Etcher를 다루고 있습니다.
저희 장비 중 Microwave Plasma를 사용하고, 여기에서 Impedance를 Matching하는 Matcher가 있습니다.
이 Matcher는 아래 도파관이 있고, 그 위에 3개의 Stub가 있는데, 정확하게 Matching을 진행하는 원리가 궁금합니다.
다른 ICP하고는 달리 Matcher가 회로로 되어 있는 것이 아니니 머리속으로 물리적인 현상을 떠오르는데 어려움이 있네요.
원리가 표현된 관련 문헌이나 자료가 있으면 더욱 감사드립니다.
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일반 전자기학 책을 참고하시면 후반부에 waveguide 에 대해서 설명이 되어 있습니다. 전자기 파가 특정 주파수 ( cutoff frequency 이상의 고주파)에서는 케이블을 이용한 전력 전달이 효율적이지 못합니다. 따라서 마이크로 웨이브 주파수대 이상에서는 도파관을 이용해서 웨이브 전력을 전달하게 됩니다. 여기서도 역시 정합기능이 필요하며, 이는 전달하는 웨이브 형태가 가능하면 원형 형태를 유지되게 하는 조건을 찾는 일을 하게 됩니다. 따라서 ICP ( < 100 MHz) 장치 등에서 사용하는 L/C 로 T-나 L network 기반의 matcher가 그 역할을 하고 있고, microwave ( ~ GHz)의 웨이브파는 도파관 내에서 파의 형태를 맞추는 방법으로 matching 을 하며, 여기서 stub는 도파관 내로 도체의 삽입 깊이를 조절하는 장치로서 부분의 파형을 조절해서 최대 전력이 플라즈마로 전달되도록 합니다. 당연히 플라즈마가 생기거나 반응기 내의 상황이 바뀌게 되면 reflect가 커지게 되어 전달되는 웨이브의 변형이 생기게 되고, 웨이브의 전력 전달 효율이 떨어지지므로, stub 로 웨이브의 파형을 조절시켜 (다른 말로 최대 전력을 전달시켜) 플라즈마 유지에 필요한 안정적으로 전력이 전달되게 하고, 공정의 일관성을 유지하게 됩니다. 따라서 stub 위치 변화는 matcher position 변화와 같은 개념으로 이해해도 좋을 것이고, 그 변화 값을 해석을 할 수 있다면 공정 관리에도 도움이 클 수 있습니다. 물론 해석에는 많은 노력이 필요하겠습니다. 참고가 되었으면 합니다.