Matcher 플라즈마 방전을 위한 RF Power 공급시점에서의 반사파에 관해서 질문드립니다. [최적 정합 조건 및 정합 시간]
2016.08.14 00:39
안녕하세요 OLED 증착 전 Plasma 전처리 장비를 다루고 있는 엔지니어 입니다.
GAS 주입후 RF 제너레이터에서 파워를 인가할때 최초 반사파또한 공급파워의 80%이상반사되는 현상이 발생중입니다.
Load Tune 값은 크게 변하지 않는 상태이며 최초 공급시 1sec 정도반사파가 크게 나타나다가 빠르게 안정화 되고 있습니다.
이러한 문제의 원인이 어디에 있는지 공부를해서 찾는중인데 쉽지가 않네요 도움주실만한 것이 있을까 해서 여쭙습니다.
좋은 하루 되세요.
댓글 2
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정소율
2016.10.20 02:16
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김곤호
2016.11.14 11:03
위의 설명과 같이 전원-정합기(matcher)로 전달되는 전력이 전극을 통해서 플라즈마(부하:load)로 전달되도록 공정장치는 설계되어 있는 장비입니다. 따라서 플라즈마를 부하(load)로 인식하는 시스템이니, 플라즈마가 생성되거나 생성되지 않았을때의 정합기의 최적 정합 조건, 즉 tune/load Cap position은 다를 수 밖에 없습니다. 부하 임피던스는 주로 플라즈마의 밀도와 플라즈마와 입자간의 충돌빈도수에 따르는 함수로서 플라즈마가 생성되기 전/후의 부하(플라즈마)임피던스는 매우 큰 변화를 갖게 됩니다. 또한 압력을 변화시키면서 플라즈마 밀도의 증가/감소가 일어나서 역시 임피던스의 미세 변동이 일어나게 될 것입니다.
한가지 문제는 정합시간에 대한 문제인데, 이는 여러 관점에서 생각해 볼 수 있습니다. 일단 전력 부하인 플라즈마의 밀도에 관계된다는 위의 관점으로 보면 플라즈마가 안정화 되는 시간과 관계가 될 것이고, 플라즈마 안정화란 플라즈마 생성과 소멸의 균형에서 판단할 수가 있겠습니다. 특히 소멸이 주로 벽을 통해서 일어나게 되어, 이 특징은 생성 (이온화 시간- 매우 짧습니다.) 특성 보다는 소멸의 특성으로 반응기가 갖는 고유 특성 (장비 설계 특성)으로 판단해 볼 수가 있겠습니다. 아마도 정합기는 이런 특성을 고려하고, 정합기의 구동 특성 (즉 step motor의 반응특성)을 고려해서 예상 위치로 빠르게 전개되도록 정합기 알고리즘이 만들어질 것이고, 따라서 정합기의 정합기 능력이 이 시간을 조금이라도 빠르게, 즉 플라즈마를 안정화 시키도록 해 주는 역할을 함으로써, 강제적인 안정화를 이룰 수가 있을 것입니다. 한마디로 정합기 고유 성능이라고자 할 수가 있겠습니다.
따라서 위의 특성은 반응기 및 정합기가 갖는 고유 특성에 준한다고 판단해 볼 수가 있겠고, 플라즈마 생성 전/후 와 운전 주파수 변동, 전력 변동 --> 플라즈마 밀도 변화, 및 압력 변동 (및 개스 성분 - 몰비 변화 및 가스 종 변화)에 따라서도 정합 위치의 변화는 당연한 것이겠습니다.
참고가 되셨으면 합니다.
지나가다 답변드립니다.
플라즈마가 발생하지 않은 상태는 플라즈마의 임피던스 실수 값이 0에 가깝습니다.
플라즈마가 발생하는 과정에서 실수값이 생기면서 허수값도 변하게 됩니다.
중요한 것은 플라즈마가 발생하기 전과 발생한 후의 임피던스 차이 인데
이 임피던스의 차이가 전혀 없을 수는 없습니다.
이 임피던스가 변하는 것을 모터가 쫗아가는데 1초가 걸리신다고 보시면 됩니다.
근래에는 다양한 방법으로 이 시간을 최소화 하고 있습니다만 운용하시는 장비에서 큰 성능 차이는 없을 것으로 사료됩니다.