• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.24 no.3
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• pp.161-168
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• 2019

This study introduces a new topology to decrease the voltage stress experienced by a 13.56 MHz electrical variable capacitor (EVC) circuit with an asymmetrical switch structure applied to the impedance matching circuit of a radio frequency (RF) plasma system. The method adopts a symmetrical switch structure instead of an asymmetrical one in each of the capacitor's leg in the EVC circuit. The proposed topology successfully reduces voltage stress in the EVC circuit due to the symmetrical charging and discharging mode. This topology can also be applied to the impedance matching circuit of a high-power and high-frequency RF etching system. The target features of the proposed circuit topology are investigated via simulation and experiment. Voltage stress on the switch of the EVC circuit is successfully reduced by more than 40%.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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• pp.193-195
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• 2020

최근 반도체 제조공정에서 핵심기술의 국산화에 대한 관심이 증가하고 있다. 따라서 제조공정의 하나인 에칭공정의 핵심기술인 RF플라즈마 기술에대한 관심또한 증가하고 있다. 본 논문에서는 그중에서도 RF플라즈마에 사용되는 임피던스 정합기에 사용되는 가변커패시터에 대한 새로운 구조를 제안한다. 최근까지 임피던스 정합기는 기계식으로 가변하는 가변커패시터(Vacuum Variable Capacitor, 이하 VVC)를 주로 사용했다. 하지만 기계식으로 커패시턴스를 가변하기 때문에 공정시간의 상당부분을 정합시간에 소모하게 된다. 따라서 최근에 정합시간을 줄이기 위해 전력전자 기술을 사용하여 전기적으로 커패시턴스를 가변하는 가변 커패시터 (Electrical Variable Capacitor, 이하 EVC)가 개발되고 있다. 그러나 EVC는 부피가 크고 커패시턴스의 해상도가 적다는 문제를 갖는다. 그러므로 본 논문에서는 VVC와 EVC의 장점을 결합하여 새로운 구조의 가변 커패시터인 하이브리드 가변 커패시터 (Hybrid Variable Capacitor, 이하 HVC)를 제안한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2018.07a
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• pp.75-77
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• 2018

최근 다양한 산업응용분야에서 가변커패시터의 필요성은 점점 증가하고 있다. 특히 고전력 RF플라즈마 시스템에서 임피던스 정합 회로에 사용되는 가변커패시터는 빠른 고전압 차단능력이 요구된다. 본 논문에서는 RF플라즈마 시스템의 임피던스 정합 회로에 활용되는 단방향 스위치를 사용한 전기적 가변 캐패시터 (Electrical Variable Capacitor, 이하 EVC) 회로의 전압 스트레스를 저감하는 방법에 대해서 제안한다. 제안된 방법은 13.56Mhz의 주파수와 1kW이상의 고전력 RF플라즈마 시스템에서 단방향 스위치의 전압 스트레스를 양방향스위치를 사용한 EVC 회로를 활용하여 저감한다. 본 논문에서 제안된 방법으로 전압 스트레스가 감소하여 EVC 회로를 고전력 초고속 RF플라즈마 시스템의 임피던스 정합 회로에 좀 더 효과적 으로 적용할 수 있게 된다. 시뮬레이션 및 실험을 통해 EVC 회로의 스위치에 걸리는 전압 스트레스가 40%이상 저감되는 것을 검증하였다.