[发明专利]阻抗测量元件、阻抗匹配器、射频电源及半导体工艺设备

权利要求书

1.一种阻抗测量元件，应用于射频传输线路，其特征在于，包括数据采集单元、数据处理单元及阻抗计算单元，其中，

所述数据采集单元用于采集所述射频传输线路的电压数据、电流数据、前向功率数据及反射功率数据；

所述数据处理单元分别与所述数据采集单元和所述阻抗计算单元连接，用于对所述电压数据、所述电流数据、所述前向功率数据及所述反射功率数据进行数据处理，以得到电压波与电流波的幅值信号、相位信号及功率反射系数信号；

所述阻抗计算单元用于根据所述幅值信号、所述相位信号及所述功率反射系数信号确定所述射频传输线路的负载阻抗。

2.根据权利要求1所述的阻抗测量元件，其特征在于，所述数据采集单元包括串联在所述射频传输线路上的电压感应器件、电流感应器件及定向耦合器件；

所述电压感应器件用于采集所述射频传输线路的所述电压数据；

所述电流感应器件用于采集所述射频传输线路的所述电流数据；

所述定向耦合器件用于采集所述射频传输线路的所述前向功率数据和所述反射功率数据。

3.根据权利要求2所述的阻抗测量元件，其特征在于，所述定向耦合器件包括辅传输线路及耦合结构；

所述辅传输线路的两端分别连接在所述射频传输线路上，用于与所述射频传输线路共同传输射频功率；所述耦合结构设置在所述辅传输线路的两侧，用于耦合所述前向功率数据和所述反射功率数据。

4.根据权利要求3所述的阻抗测量元件，其特征在于，所述耦合结构包括对称设置在所述辅传输线路两侧的第一耦合件和第二耦合件；

所述第一耦合件包括第一耦合本体和第一匹配电阻，所述第一耦合本体用于定向耦合出所述射频传输线路的前向功率，所述第一匹配电阻用于匹配出所述前向功率的电压数据；

所述第二耦合件包括第二耦合本体和第二匹配电阻，所述第二耦合本体用于定向耦合出所述射频传输线路的反射功率，所述第二匹配电阻用于匹配出所述反射功率的电压数据。

5.根据权利要求2所述的阻抗测量元件，其特征在于，所述电压感应器件包括第一电容元件和第二电容元件，所述第一电容元件和第二电容元件串联，所述第一电容元件用于与所述射频传输线路之间形成第一电容，所述第二电容元件形成第二电容，所述第二电容的电容值大于所述第一电容的电容值，以降低所述第一电容的分担的电压；

所述电压感应器件用于获取所述第一电容的分压以采集所述射频传输线路的所述电压数据。

6.根据权利要求2所述的阻抗测量元件，其特征在于，所述电流感应器件包括环绕所述射频传输线路的磁性件和缠绕在所述磁性件上的感应线圈，所述磁性件和所述感应线圈用于感应所述射频传输线路的所述电流数据。

7.根据权利要求1-6任一项所述的阻抗测量元件，其特征在于，所述数据处理单元包括第一处理模块和第二处理模块，所述第一处理模块用于对所述电压数据和所述电流数据进行数据处理，分别得到电压波与电流波的幅值信号和相位信号；

所述第二处理模块用于对所述前向功率数据和所述反射功率数据进行数据处理，以得到功率反射系数信号。

8.根据权利要求7所述的阻抗测量元件，其特征在于，所述第二处理模块包括第一子处理模块和第二子处理模块，所述第一子处理模块用于对所述前向功率数据和所述反射功率数据进行数据处理，以得到功率反射系数模拟信号，第二子处理模块用于分别将所述相位信号和所述功率反射系数模拟信号进行数字化处理，以将所述相位信号转化为数字式的相位信号和将所述功率反射系数模拟信号转化为数字式的功率反射系数信号。

9.根据权利要求8所述的阻抗测量元件，其特征在于，所述第一子处理模块包括除法器、乘法器及整流电路中的任意一者。