[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

说明书

本申请提供一种阻抗测量元件、阻抗匹配器、射频电源及半导体工艺设备，该阻抗测量元件应用于射频传输线路，包括数据采集单元、数据处理单元及阻抗计算单元，其中，数据采集单元用于采集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；数据处理单元分别与数据采集单元和阻抗计算单元连接，用于对电压数据、电流数据、前向功率数据及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；阻抗计算单元用于根据幅值信号、相位信号及功率反射系数信号确定射频传输线路的阻抗。应用本申请，其测量精度较高，响应时间较短，且成本较低。

技术领域

本发明涉及电子元器件技术领域，具体地，涉及一种阻抗测量元件、阻抗匹配器、射频电源及半导体工艺设备。

背景技术

阻抗匹配器是微波电子学里的一部分，主要用于传输线缆上，来达到使所有高频的微波信号皆能传至负载点，不会有信号反射回源点的目的，从而提升能源效益。而阻抗匹配器的一个核心装置为阻抗测量元件，而阻抗测量元件主要是应用阻抗测量技术，通过传感器采集负载上的电压波信号和电流波信号，经过信号的幅值、相位等信息计算并输出负载的阻抗。

随着阻抗测量技术在半导体行业的不断发展和应用，对测量精度、响应时间等参数的要求也在日益提升。而影响阻抗测量精度和响应时间等参数的因素包括传感器的采样精度、采样频率、计算方法等。

但是，对于射频领域，现有的阻抗测量元件的阻抗计算模型对电压的幅值信号、电流的幅值信号的精度要求较高，当电压的幅值信号、电流的幅值信号稍有偏差，则大幅度降低阻抗测量的精度、响应时间等。而提高阻抗测量的精度、响应时间等参数往往需要较高的成本。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种阻抗测量元件、阻抗匹配器、射频电源及半导体工艺设备，其测量精度较高，响应时间较短，且成本较低。

为实现本发明的目的，第一方面提供一种阻抗测量元件，应用于射频传输线路，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。

可选地，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。

可选地，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。

可选地，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；