CVD 주요 부품 특성

1. RF Power 

  RF Generator, Matcher 2가지로 구분할 수 있습니다. Generator는 Chamber내에 Plasma를 Ignition 하는데 필요한 RF Power를 공급하는 역할을 합니다. RF Matcher는 RF Generator의 Impedance와 챔버의 Impedance를 Match 하여 Reflect Power를 최소화함으로써 RF Generator에서 생성된 Power Loss를 최소화하여 챔버로 전달하는 역할을 합니다.

 

** impednace란? Impedance (Z)의 물리적인 의미는 일반 저항(R)과 비슷하지만 저항과는 달리 주파수까지 고려한 값을 Impedance라고 합니다. Inductance(L)은 주파수에 따라 임피던스가 달라집니다.

 

Impedance matching이란? 어떤 하나의 출력단과 입력단을 연결할 때 서로 다른 두 연결단의 임피던스차에 의한 반사를 줄이려는 모든 방법을 임피던스 매칭이라고 합니다. RF에서 임피던스 매칭이란 필수적인 단계로 거쳐가야 할 내용입니다. 

 

우리가 직류와는 달리 교류에서는 전압과 전류를 표시하기 위해 음량(Amplitude)과 위상(Phase)을 사용합니다. 임피던스 저항은 같이 단위를 옴(Ω)으로 사용하지만 임피던스가 저항보다는 더 큰 개념입니다. 관련 전자 부품인 저항, 코일(인덕턴스), 캐패시터(RLC) 중 교류에서는 코일과 캐패시터도 저항 값을 갖습니다.

 

캐패시터는 콘덴서라고도 하며 전하를 저장하는 역할을 합니다. 여기서 코일의 임피던스는 자기 유도를 하므로 유도성 리액턴스라고 하며 캐패시터의 임피던스는 전하를 저장하므로 용량성 리액턴스라고 합니다.

 

**Reactance 리액턴스, X

교류의 저항성 / 교류 흐름을 방해하는 정도 /전압, 전류 간의 위상차를 일으키지만 전력은 소모하지 않는 무손실 성분으로 리액턴스 소자로는 인덕터(코일)와 캐패시터가 있습니다. 단위는 옴입니다.

 

RLC회로에서 저항(R)을 통과한 전류는 전압과 위상이 같습니다.

 

그러나!!

 

코일(L, 인덕터)을 통과한 경우 전류보다 전압이 90도 빠르고, 캐패시터(C)를 통과한 경우 전류보다 전압이 90도 느립니다. 이렇게 전류와 전압이 코일과 캐패시터를 통과하면서 위상차가 발생하는데 이때 코일과 캐패시터에 나타나는 저항 효과를 리액턴스(Recatance)라고 합니다.

 

 

유도리액턴스는 코일의 저항 효과를 나타내는 값이고, 용량 리액턴스는 캐패시터(축전기)의 저항 효과를 나타냅니다. 유도성 리액턴스는 주파수의 크기를 바꾸는데 주파수가 올라가면 유도성 리액턴스가 커지게 됩니다. 

 

 

자자, 다시 원점으로 돌아와서 저항과 리액턴스를 구분해 봅시다.

 

저항이랑 본디 기기에서 발생하는 본래 위상을 갖는 저항이고

 

리액턴스는 코일이나 캐패시터에서 발생한 위상차를 갖는 저항입니다.

 

임피던스는 본래 저항과 리액턴스 저항의 합이며 일반적으로 회로 전체의 저항 값을 의미합니다.

 

임피던스 = 저항 값 + 리액턴스값

 

Z = R(실수) + jx(허수)

임피던스는 복소수이기 때문에 실수부와 허수부로 나뉩니다.

 

실수부는 전류의 흐름을 방해하는 저항이고 허수는 인덕터, 캐패시터를 나타내는 것으로 에너지 저장과 관련된 Reactance를 나타냅니다. 에너지를 전기와 자기 형태로 저장하는 소자이기 때문에 외부에서 전압이나 전류가 가해지면 에너지를 저장했다가 반드시 방출하는 반발성 소자입니다. 그래서 임피던스 허수부에 리엑턴스라는 이름을 붙인 것이죠.

참고 및 출처

 

(1) heinhome님의 TISTORY

(2) wikipedia

(3) 서민상의 공학과 실무 강의실