[發明專利]阻抗匹配方法、阻抗匹配系統及等離子體加工設備

有效

• 申請號: 201210110740.1
• 申請日: 2012-04-16
• 公開（公告）號: CN103377869A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 韋剛;武曄
• 申請（專利權）人: 北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32;H03H7/38
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 彭瑞欣;張天舒

1.一種阻抗匹配方法，通過阻抗匹配網絡使射頻電源和負載之間的阻抗匹配，所述阻抗匹配網絡包括：變壓器、電感和電容，所述變壓器的初級與所述射頻電源連接；其特征在于，所述電感、所述電容和所述負載依次串聯在所述變壓器的次級，所述方法包括：

獲取所述射頻電源的輸出阻抗和所述阻抗匹配網絡的輸入阻抗；

根據所述射頻電源的輸出阻抗和所述阻抗匹配網絡的輸入阻抗，獲得阻抗實部偏差和阻抗虛部偏差；

若判斷出所述阻抗實部偏差大于第一預設精度，根據所述阻抗實部偏差獲得匝數比調整量，并根據所述匝數比調整量對所述變壓器的匝數比進行調整；

若判斷出所述阻抗實部偏差小于或者等于第一預設精度且判斷出所述阻抗虛部偏差大于第二預設精度，根據所述阻抗虛部偏差獲得電容調整量，并根據所述電容調整量對所述電容進行調整。

2.根據權利要求1所述的阻抗匹配方法，其特征在于，所述射頻電源的輸出阻抗包括輸出阻抗實部和輸出阻抗虛部；所述阻抗匹配網絡的輸入阻抗包括輸入阻抗實部和輸入阻抗虛部；所述輸出阻抗實部與所述輸入阻抗實部的差值為所述阻抗實部偏差，所述輸出阻抗虛部與所述輸入阻抗虛部的差值為所述阻抗虛部偏差。

3.根據權利要求2所述的阻抗匹配方法，其特征在于，所述輸入阻抗實部為Z_a＝n²·R_L，所述輸入阻抗虛部為其中，n為所述變壓器的初級線圈和次級線圈的匝數比，R_L為負載等效電阻，C_L為負載等效電容，L為電感，C為電容，ω為阻抗系數，j為虛部符號。

4.根據權利要求1所述的阻抗匹配方法，其特征在于，所述根據所述匝數比調整量對所述變壓器的匝數比進行調整之后還包括：

繼續執行所述獲取所述阻抗匹配網絡的輸入阻抗的步驟。

5.根據權利要求1所述的阻抗匹配方法，其特征在于，所述根據所述電容調整量對所述電容值進行調整之后還包括：

繼續執行所述獲取所述阻抗匹配網絡的輸入阻抗的步驟。

6.根據權利要求1所述的阻抗匹配方法，其特征在于，若判斷出所述阻抗虛部偏差小于或者等于第二預設精度，則繼續執行所述獲取所述阻抗匹配網絡的輸入阻抗的步驟。

7.根據權利要求1所述的阻抗匹配方法，其特征在于，所述獲取所述阻抗匹配網絡的輸入阻抗之后還包括：

判斷所述阻抗匹配網絡的輸入阻抗和所述射頻電源的輸出阻抗是否共軛匹配；

若判斷出所述阻抗匹配網絡的輸入阻抗和所述射頻電源的輸出阻抗未共軛匹配，執行所述根據所述射頻電源的輸出阻抗和所述阻抗匹配網絡的輸入阻抗，獲得阻抗實部偏差和阻抗虛部偏差的步驟；

若判斷出所述阻抗匹配網絡的輸入阻抗和所述射頻電源的輸出阻抗共軛匹配，繼續執行所述獲取所述阻抗匹配網絡的輸入阻抗的步驟。

8.一種阻抗匹配系統，用于使射頻電源和負載之間的阻抗匹配，其包括：設置在所述射頻電源和所述負載之間的阻抗匹配網絡，以使所述阻抗匹配網絡的輸入阻抗和所述射頻電源的輸出阻抗匹配，所述阻抗匹配網絡包括：變壓器、電感和電容，所述變壓器的初級和所述射頻電源連接，其特征在于，所述電感、所述電容和所述負載依次串聯在所述變壓器的次級，從而使所述電容的大小不影響所述輸入阻抗的實部。

9.根據權利要求8所述的阻抗匹配系統，其特征在于，還包括控制單元，所述控制單元包括：

計算模塊，用于根據所述射頻電源的輸出阻抗和所述阻抗匹配網絡的輸入阻抗，獲得阻抗實部偏差和阻抗虛部偏差；

第一判斷模塊，用于判斷所述阻抗實部偏差是否大于第一預設精度，若判斷出所述阻抗實部偏差大于第一預設精度，則根據所述阻抗實部偏差獲得匝數比調整量；

第一執行模塊，用于根據所述第一判斷模塊獲得的所述匝數比調整量對所述變壓器的匝數比進行調整；

第二判斷模塊，用于判斷所述阻抗虛部偏差大于第二預設精度，并且，若判斷出所述阻抗虛部偏差大于第二預設精度，根據所述阻抗虛部偏差獲得電容調整量；

第二執行模塊，用于根據所述第二判斷模塊獲得的電容調整量對所述電容進行調整。