ICP 안테나에서 측정되는  임피던스값은 안테나 전류/ 전압과 위상 신호를 해석해서 얻습니다. 플라즈마가 없을 경우는 전력원에서 안테나 부하에 걸린 저항 값을 의미할 것이고, 플라즈마가 생성된 경우라면 인가 전력과 플라즈마 전류/전압이 transformer type의 coupling 된 부하 특징을 설명하는 값일 것입니다. 안테나에서 측정되는 신호는 모두 RF 신호이므로, 전류는 loop 형 probe를 이용해서 측정하는 방법 (transformer 방식으로 주파수 특성이 있으니 spec 에 맞는 센서 선택 가능하며, 이는 Pearsonelectrornics 홈페이지 참조)가 있겠고, 전압은 고주파에 안테나 인덕턴스가 있으니 고전압 probe로 직접 측정하는 방법이 있으나, 이보다는 capacitively coupled voltage를 측정하는 것이 진단에 따른 Load impedance 교란을 막을 수 있겠습니다. 이를 기초해서 다양하고 특화된 방법들이 RF 전원회사나  auto-matcher 제작사에서 기술을 갖고 있습니다. 따라서 matcher에서는 당연히 이 값들을 모니터링해야 하기 때문에 만일 matcher를 구입한 경우라면 제작사에서 I/V 신호 축출 단자를 추가해서 측정 가능한지를 확인해 보는 것도 좋습니다. 아울러 우리 연구실에서 자체 제작해서 사용한 iIV probe는 JKPS 49, S726-731 (2006) 에 VIMP (voltage-current monitoring probe)로 소개가 되어 있으며, 취득 신호를 해석하는 방법에 대해서도 소개가 되어 있으니 참고해서 도전해 보세요.   

교수님.

답변을 해 주셔서 진심으로 감사드립니다.

정리를 하면, (1) 고전압 Probe + CT (Current Transformer) 를 이용하여 ICP 안테나에 걸리는 전압과 전류 파형을 측정하여 ICP 안테나의 임피던스를 도출하는 방법, (2) VI probe 를 구하거나 제작하여 ICP 안테나의 임피던스를 구하는 방법, 이렇게 두 가지 방법을 말씀해주신 것 같습니다.

우선, 저희 연구실이 이미 고전압 probe 와 CT 를 갖고 있는 만큼 첫번째 방법을 바로 시도해볼 수도 있을 것 같습니다. 다만 이 방법의 경우, 고전압 Probe 가 ICP 안테나에 닿으면서 임피던스 매처가 바라보는 Load 임피던스가 변화될 수 있다는 점을 교수님께서 지적을 하신 것 같습니다. 제가 제대로 이해한 것이 맞는지요? 만약, 고전압 Probe 의 임피던스가 ICP 안테나 임피던스 (물론 플라즈마가 켜져 있을 때의 임피던스) 보다 훨씬 크다면 매쳐가 바라보는 Load 임피던스의 변화가 미미할 것 같습니다만 (왜냐하면 안테나와 HV 는 병렬로 연결될테니) 혹시 제 생각이 틀렸는지요?

실시간으로 플라즈마의 임피던스를 측정하기 위해서 플라즈마 챔버에서의 V-I 특성을 측정할 수 있으나

ICP와 같이 측정 포인트가 고전압일 경우 간섭이 상당히 커서 정확한 전류량 및 전류 위상을 측정하는 것이 쉽지 않습니다. 

일반적으로 매쳐 업체에서는 매쳐 자체의 임피던스 특성을 미리 파악하여 매칭 포지션에 따른 임피던스를 추정합니다.

(이 방식으로 측정하려면 NA 및 적절한 Jig가 필요합니다.)

매쳐의 입력단을 50옴 처리하고 출력단에서 NA로 S1:1으로 측정하면서 각 매칭 포지션에서의 임피던스를 수집합니다.

Conjugation 하면 플라즈마 임피던스 입니다.