射頻阻抗自動匹配裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種射頻阻抗自動匹配裝置及方法，其中，射頻阻抗自動匹配裝置包括：第一真空電容器、第二真空電容器、第一真空電容器位置信號變送器、第二真空電容器位置信號變送器、單片機(jī)、第一真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)、第二真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)、功率計和功率信號變送器。本發(fā)明能夠通過實時比較第一、第二真空電容器的極板位置在調(diào)整前和調(diào)整后的等離子體負(fù)載的反射功率大小，并存儲最優(yōu)即反射功率值最小的值及對應(yīng)的第一、第二真空電容器的極板位置，使得單片機(jī)能即時更新負(fù)載數(shù)學(xué)模型，從而實現(xiàn)等離子體負(fù)載的快速匹配，同時能夠避免射頻電源過載并實現(xiàn)內(nèi)存的最優(yōu)化配置。
【專利說明】
射頻阻抗自動匹配裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及微電子技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種基于歷史數(shù)據(jù)庫最優(yōu)數(shù)據(jù)并采用坐標(biāo) 輪換法，同時更新歷史數(shù)據(jù)庫最優(yōu)數(shù)據(jù)方式的射頻阻抗自動匹配裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在半導(dǎo)體制備工藝中，需要對等離子體實現(xiàn)穩(wěn)定控制W保證制備工藝過程的穩(wěn) 定?，F(xiàn)有等離子射頻阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)主要由兩個真空電容構(gòu)成，真空電容可W人工手動調(diào)整 W改變電容值。在等離子體啟輝之前，由于無法預(yù)測負(fù)載(等離子體)的阻抗，因此會出現(xiàn)負(fù) 載阻抗與真空電容阻抗不匹配，使等離子體的穩(wěn)定性難W控制?，F(xiàn)有的解決方案是在等離 子體啟輝之后，采用人工手動匹配負(fù)載的方法，調(diào)整真空電容的阻抗與負(fù)載阻抗。但是，運(yùn) 種人工手動匹配調(diào)整方法實現(xiàn)起來比較困難，真空電容阻抗與負(fù)載阻抗匹配的最佳位置很 難達(dá)到；同時，人工手動匹配還無法預(yù)知負(fù)載的阻抗，使得匹配負(fù)載的速度慢、匹配時間長， 易造成等離子體不穩(wěn)定，進(jìn)而影響工藝過程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決現(xiàn)有匹配射頻阻抗無法預(yù)測最優(yōu)阻抗點位置等問題，本發(fā)明提供了一種 射頻阻抗自動匹配裝置一種射頻阻抗自動匹配裝置，包括:第一真空電容器、第二真空電容 器、第一真空電容器位置信號變送器、第二真空電容器位置信號變送器、單片機(jī)、第一真空 電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)、第二真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)、功率計和功率信號變送器，其中，所述第一、第 二真空電容的輸出端分別與所述第一、第二真空電容器位置信號變送器的輸入端連接，所 述第一、第二真空電容位置信號變送器的輸出端分別與所述單片機(jī)的輸入端連接，所述單 片機(jī)的輸出端分別與所述第一、第二真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)的輸入端連接，所述第一、第二真 空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)的輸出端分別與所述第一、第二真空電容器的輸入端連接，所述功率計 的輸入端與第一、第二真空電容器的輸出端連接，所述功率計的輸出端與所述功率信號變 送器的輸入端連接，所述功率信號變送器的輸出端與所述單片機(jī)的輸入端連接。
[0004] 優(yōu)選地，還包括顯示控制屏，與所述單片機(jī)的輸出端連接。
[0005] 優(yōu)選地，還包括電感，與所述第一、第二真空電容器串聯(lián)，并與所述功率計的輸入 端相連接。
[0006] 優(yōu)選地，所述第一、第二真空電容位置信號變送器均包括絕對位置編碼器、通軸連 接桿，所述絕對位置編碼器通過所述通軸連接桿與所述第一、第二真空電容器的輸出端連 接。
[0007] 優(yōu)選地，所述第一真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)、第二真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)為步進(jìn)電機(jī)。 [000引本發(fā)明還提供一種射頻阻抗自動匹配方法，所使用的射頻阻抗自動匹配裝置包括 第一真空電容器、第二真空電容器、第一真空電容器位置信號變送器、第二真空電容器位置 信號變送器、單片機(jī)、第一真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)、第二真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)、功率計和功率 信號變送器，包括如下步驟:全局?jǐn)?shù)據(jù)掃描步驟，所述單片機(jī)發(fā)送驅(qū)動命令到所述第一、第 二真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)，所述第一、第二真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動所述第一、第二真空電容 器的極板移動，所述第一、第二真空電容器位置信號變送器將所述第一、第二真空電容器的 極板位置信息發(fā)送到所述單片機(jī)，同時，所述功率信號變送器將由所述功率計所采集的與 所述第一、第二真空電容器的極板位置對應(yīng)的等離子體負(fù)載的反射功率值發(fā)送到所述單片 機(jī)，直至完成對第一真空電容電容器的極板位置和第二真空電容器的極板位置的全局掃 描;歷史最優(yōu)位置確定步驟，所述單片機(jī)對所述第一、第二真空電容器的極板位置W及等離 子體負(fù)載的反射功率值進(jìn)行組合，形成數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存儲，并取得等離子體負(fù)載的反射功率 值最小的第一、第二真空電容器極板位置作為歷史最優(yōu)位置;基于歷史數(shù)據(jù)的射頻阻抗匹 配步驟，所述單片機(jī)W所述歷史最優(yōu)位置作為控制點，向所述第一、第二真空電容器驅(qū)動機(jī) 構(gòu)發(fā)送運(yùn)動指令，使所述第一、第二真空電容器的極板移動至所述歷史最優(yōu)位置，實現(xiàn)射頻 阻抗匹配；W及，基于實時數(shù)據(jù)的射頻阻抗匹配步驟，所述單片機(jī)采用坐標(biāo)輪換法，取得實 時等離子體負(fù)載的反射功率值最小的所述第一、第二真空電容器的極板位置作為實時最優(yōu) 位置，實現(xiàn)射頻阻抗匹配。
[0009] 優(yōu)選地，還包括:數(shù)據(jù)庫更新步驟，將所述實時最優(yōu)位置W及等離子體負(fù)載的反射 功率更新至所述數(shù)據(jù)庫。
[0010] 優(yōu)選地，還包括:開機(jī)檢測步驟，檢測是否存在歷史全局?jǐn)?shù)據(jù)，若為空則直接進(jìn)入 所述全局?jǐn)?shù)據(jù)掃描步驟，若存在，則提示是否開啟全局?jǐn)?shù)據(jù)掃描功能，若選擇是，則進(jìn)入所 述全局?jǐn)?shù)據(jù)掃描步驟，若選擇否，則進(jìn)入所述基于歷史數(shù)據(jù)的射頻阻抗匹配步驟。
[0011] 優(yōu)選地，所述單片機(jī)采用坐標(biāo)輪換法取得實時最優(yōu)位置的步驟包括:所述單片機(jī) 向所述第一真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)發(fā)送運(yùn)動指令，所述第一真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動所述第 一真空電容器的極板從歷史最優(yōu)位置沿原運(yùn)動方向移動，如果所述等離子體負(fù)載的反射功 率變大，則所述單片機(jī)向所述第一真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)發(fā)送停止并改變運(yùn)動方向的指令； 所述單片機(jī)向所述第二真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)發(fā)送運(yùn)動指令，所述第二真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu) 驅(qū)動所述第二真空電容器的極板從歷史最優(yōu)位置沿原運(yùn)動方向移動，如果等離子體負(fù)載的 反射功率變大，則所述單片機(jī)向所述第二真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)發(fā)送停止并改變運(yùn)動方向的 指令；W及，所述單片機(jī)對等離子體負(fù)載的反射功率值是否小于匹配停止口限闊值進(jìn)行判 斷，如果判斷為是，則終止，如果判斷為否，則重復(fù)上述步驟。
[0012] 優(yōu)選地，所述匹配停止口限闊值設(shè)為進(jìn)行射頻阻抗自動匹配前等離子體負(fù)載的反 射功率值的5%~10%。
【附圖說明】
[0013] 圖1是射頻阻抗自動匹配裝置的功能框圖。
[0014] 圖2是射頻阻抗自動匹配裝置的另一功能框圖。
[0015] 圖3表示第一真空電容器位置信號變送器結(jié)構(gòu)示意圖及其與第一真空電容器的連 接關(guān)系。
[0016] 圖4是射頻阻抗自動匹配方法的流程圖。
[0017] 圖5是采用坐標(biāo)輪換法取得實時最優(yōu)位置的流程圖。
[0018] 圖6是射頻阻抗自動匹配方法的另一流程圖。
[0019] 圖7是射頻阻抗自動匹配方法中包括開機(jī)檢測步驟的一個實施例的流程圖。
【具體實施方式】
[0020] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例 中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的 具體實施例僅用W解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部 分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出 創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0021] 在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語術(shù)語"第一"、"第二"僅用于描述目的，而 不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有" 第一"、"第二"的特征可W明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。
[0022] 下面結(jié)合附圖并通過【具體實施方式】來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。根據(jù)本發(fā)明 的一方面，提供一種射頻阻抗自動匹配裝置。在圖1中示出了射頻阻抗自動匹配裝置的功能 框圖，包括：第一真空電容器101、第二真空電容器102、第一真空電容器位置信號變送器 103、第二真空電容器位置信號變送器104、單片機(jī)105、第一真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)106、第二 真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)107、功率計108和功率信號變送器109。
[0023] 其中，第一真空電容101的輸出端與第一真空電容位置信號變送器103的輸入端連 接，第二真空電容102的輸出端與第二真空電容位置信號變送器104的輸入端連接。
[0024] 第一真空電容位置信號變送器103的輸出端與單片機(jī)105的輸入端連接，第二真空 電容位置信號104變送器的輸出端與單片機(jī)105的輸入端連接。
[0025] 單片機(jī)105的輸出端與第一真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)106和第二真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu) 107的輸入端連接。
[0026] 第一真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)106的輸出端與第一真空電容器101的輸入端連接，第二 真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)107的輸出端與第二真空電容器102的輸入端連接。
[0027] 功率計108的輸入端與第一真空電容器101和第二真空電容器102的輸出端連接， 功率計108的輸出端與功率信號變送器109的輸入端連接，功率信號變送器109的輸出端與 單片機(jī)105的輸入端連接。
[00%]優(yōu)選地，射頻阻抗自動匹配裝置還包括顯示控制屏，顯示控制屏與單片機(jī)105的輸 出端連接。顯示控制屏用于實時顯示第一真空電容器101、第二真空電容器102的極板位置 和等離子體負(fù)載的反射功率值，W及通過顯示控制屏上的人機(jī)交互界面控制第一真空電容 器驅(qū)動機(jī)構(gòu)106和第二真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)107的開啟或停止。
[0029] 在本發(fā)明的另一實施例中，射頻阻抗自動匹配裝置還包括電感110,與第一真空電 容器101和第二真空電容器102串聯(lián)，并與功率計108的輸入端相連接，如圖2所示，用于等離 子體負(fù)載在大范圍變化時匹配調(diào)整。
[0030] 在上述任一實施例中，優(yōu)選地，第一真空電容位置信號變送器103包括絕對位置編 碼器1000、通軸連接桿1001，絕對位置編碼器1000通過通軸連接桿1001與第一真空電容器 101的輸出端連接，在圖3中示出了第一真空位置信號變送器結(jié)構(gòu)示意圖及其與第一真空電 容器的連接關(guān)系。同樣，第二真空電容位置信號變送器104也包括絕對位置編碼器1000、通 軸連接桿1001，絕對位置編碼器1000通過通軸連接桿1001與第二真空電容器102的輸出端 連接。其中，絕對位置編碼器例如可W選用10圈編碼器，用于記錄真空電容器的極板位置。
[0031] 在上述任一實施例中，第一真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)106和第二真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu) 107例如可W選用步進(jìn)電機(jī)。
[0032] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種射頻阻抗自動匹配方法，具體來說，如圖4所示， 通過如下步驟實現(xiàn)。
[0033] 全局?jǐn)?shù)據(jù)掃描步驟SI,單片機(jī)105發(fā)送驅(qū)動命令到第一真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)106和 第二真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)107,第一真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)106和第二真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu) 107分別驅(qū)動第一真空電容器101和第二真空電容器102的極板移動，第一真空電容器位置 信號變送器103和第二真空電容器位置信號變送器104分別將第一真空電容器101和第二真 空電容器102的極板位置信息發(fā)送到單片機(jī)105,同時，功率信號變送器10則尋由功率計108 采集的與第一真空電容器101的極板位置和第二真空電容器102的極板位置對應(yīng)的等離子 體負(fù)載的反射功率值發(fā)送到單片機(jī)105。
[0034] 在本實施例中，例如可W分別將第一真空電容器101、第二真空電容器102的極板 間的距離分為11份，分別WClo~Cho, C2o~C2io順次標(biāo)記各位置。單片機(jī)105發(fā)送運(yùn)動指令 到第一真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)106、第二真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)107,使第一真空電容器驅(qū)動機(jī) 構(gòu)106驅(qū)動第一真空電容器101的極板，第二真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)107驅(qū)動第二真空電容器 102的極板至Clo, C2〇位置，并記錄該位置由功率計108采集的等離子負(fù)載的反射功率值。掃 描順序例如先保持第一真空電容器101的極板位置不變，將第二真空電容器102的極板位置 由C2o順次移動至C2io,分別記錄下各位置處的反射功率值，之后，將第一真空電容器101的 極板位置順移至位置Ch,重復(fù)上述掃描過程，W此類推，直至第一真空電容器101的極板位 置移至Cho,第二真空電容器102的極板位置移至C210,記錄此位置的反射功率值，完成全局 掃描。掃描完成后我們將獲得一個如下所示的數(shù)據(jù)組：
[0035] 數(shù)據(jù) 第一真空電容器極板位置 第二真空電容器極板位置 反射功率
[0036] W上僅為示例性說明，但本發(fā)明不限定于此，例如根據(jù)需要也可W將第一、第二真 空電容器極板間的距離分割為幾十或上百份，或者也可W是將極板的長度或?qū)挾确指顬榈?比例的多份，或者也可W是不等比例的分割等，總之，只要是能夠通過分割實現(xiàn)區(qū)分第一、 第二真空電容器極板所處的位置即可。另外，也可W先驅(qū)動第一真空電容器，保持第二真空 電容器的位置不變，在第一真空電容器的極板遍歷各分割點后，將第二真空電容器的極板 位置移動至下一個分割點，直至完成全局掃描。當(dāng)然，也可W是其他合適的方式，只要是能 夠?qū)崿F(xiàn)對第一真空電容器的極板位置和第二真空電容器的極板位置的全局掃描即可。
[0037] 歷史最優(yōu)位置確定步驟S2,單片機(jī)105對第一真空電容器101和第二真空電容器 102的位置W及等離子體負(fù)載的反射功率值進(jìn)行組合，形成數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存儲，并取得等離子 體負(fù)載的反射功率值最小的第一真空電容器101和第二真空電容器102的極板所處的位置 作為歷史最優(yōu)位置。
[0038] 基于歷史數(shù)據(jù)的射頻阻抗匹配步驟S3,單片機(jī)105W上述歷史最優(yōu)位置作為控制 點，向第一真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)106和第二真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)107發(fā)送運(yùn)動指令，使第一 真空電容器101的極板和第二真空電容器102的極板移動至上述歷史最優(yōu)位置，從而實現(xiàn)射 頻阻抗匹配。
[0039] 基于實時數(shù)據(jù)的射頻阻抗匹配步驟S4,單片機(jī)105采用坐標(biāo)輪換法，取得實時等離 子負(fù)載的反射功率值最小時第一真空電容器101和第二真空電容器102的極板所處的位置 作為實時最優(yōu)位置，實現(xiàn)射頻阻抗匹配。
[0040] 其中，單片機(jī)105采用坐標(biāo)輪換法取得實時最優(yōu)位置的步驟，如圖5所示，具體包 括:步驟S41，單片機(jī)105向第一真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)106發(fā)送運(yùn)動指令;步驟S42,第一真空 電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)106驅(qū)動第一真空電容器101的極板從歷史最優(yōu)位置沿原運(yùn)動方向移動;步 驟S43,單片機(jī)105對等離子體負(fù)載的反射功率是否增大進(jìn)行判斷，如果判斷為是，則進(jìn)入步 驟S44,如果判斷為否，則返回步驟S41;步驟S44,單片機(jī)105向第一真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)106 發(fā)送停止并改變運(yùn)動方向的指令;步驟S45,單片機(jī)105向第二真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)107發(fā)送 運(yùn)動指令;步驟S46,第二真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)107驅(qū)動第二真空電容器102的極板從歷史最 優(yōu)位置沿原運(yùn)動方向移動;步驟S47,單片機(jī)105對等離子體負(fù)載的反射功率是否增大進(jìn)行 判斷，如果判斷為是，則進(jìn)入步驟S48，如果判斷為否，則返回步驟S45;步驟S48，單片機(jī)105 向第二真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)107發(fā)送停止并改變運(yùn)動方向的指令;W及步驟S49,單片機(jī)105 對等離子體負(fù)載的反射功率值是否小于匹配停止口限闊值進(jìn)行判斷，如果判斷為是，則終 止坐標(biāo)輪換，如果判斷為否，則重復(fù)上述步驟。其中，匹配停止口限闊值例如可W設(shè)為進(jìn)行 射頻阻抗自動匹配前的等離子體負(fù)載的反射功率值的5%~10%。當(dāng)然也可W由用戶根據(jù) 實際需求進(jìn)行設(shè)定。
[0041] 優(yōu)選地，在本發(fā)明的另一實施例中，如圖6所示，還包括數(shù)據(jù)庫更新步驟S5,將實時 最優(yōu)位置W及等離子體負(fù)載的反射功率更新至數(shù)據(jù)庫。
[0042] 優(yōu)選地，在本發(fā)明的上述任一實施例中，還包括開機(jī)檢測步驟S6，設(shè)備上電啟動， 檢測是否存在歷史全局?jǐn)?shù)據(jù)，若不存在，則直接進(jìn)入全局?jǐn)?shù)據(jù)掃描步驟Sl，若存在，則提示 是否開啟全局?jǐn)?shù)據(jù)掃描功能，若選擇是，則進(jìn)入全局?jǐn)?shù)據(jù)掃描步驟Sl，若選擇否，則進(jìn)入基 于歷史數(shù)據(jù)的射頻阻抗匹配步驟S3。在圖7中示出了其中一個實施例的流程圖。
[0043] 根據(jù)本發(fā)明，能夠通過實時比較第一、第二真空電容器的極板位置在調(diào)整前和調(diào) 整后的等離子體負(fù)載的反射功率大小，并存儲最優(yōu)即反射功率值最小的值及對應(yīng)的第一、 第二真空電容器的極板位置，從而使得單片機(jī)能即時更新負(fù)載數(shù)學(xué)模型，并預(yù)先找到負(fù)載 的最優(yōu)匹配點，W此作為下次啟動前調(diào)整真空電容大小的依據(jù)，從而實現(xiàn)了等離子體負(fù)載 的快速匹配。
[0044] 本發(fā)明利用等離子體反射功率歷史數(shù)據(jù)的最優(yōu)值信息來決定真空電容運(yùn)動方向， 不受相位信號，頻率信號的干擾，使匹配器能實時自動調(diào)整與等離子負(fù)載相匹配，控制速度 快、精確度高、使負(fù)載穩(wěn)定。
[0045] 另外，根據(jù)本發(fā)明可W避免射頻電源過載。由于本發(fā)明使用等離子體反射功率的 歷史數(shù)據(jù)最優(yōu)值直接進(jìn)行決策，匹配起來不僅速度快，而且可W更迅速的通過不匹配點，能 夠保護(hù)射頻電源不過載。
[0046] 另外，根據(jù)本發(fā)明可W實現(xiàn)內(nèi)存的最優(yōu)化配置。由于在匹配點附近更新歷史數(shù)據(jù) 最優(yōu)值使得匹配點附近的數(shù)據(jù)更詳細(xì)，調(diào)制更精確，而非匹配點處的歷史數(shù)據(jù)存儲量小，使 得內(nèi)存得到最優(yōu)化的配置:需要存儲信息的地方數(shù)據(jù)量大，不需要存儲信息的地方數(shù)據(jù)量 小。
[0047] W上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何 熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明掲露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng) 涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種射頻阻抗自動匹配裝置，其特征在于， 包括： 第一真空電容器、第二真空電容器、第一真空電容器位置信號變送器、第二真空電容器 位置信號變送器、單片機(jī)、第一真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)、第二真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)、功率計和 功率信號變送器， 其中，所述第一、第二真空電容的輸出端分別與所述第一、第二真空電容器位置信號變 送器的輸入端連接，所述第一、第二真空電容位置信號變送器的輸出端分別與所述單片機(jī) 的輸入端連接，所述單片機(jī)的輸出端分別與所述第一、第二真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)的輸入端 連接，所述第一、第二真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)的輸出端分別與所述第一、第二真空電容器的輸 入端連接，所述功率計的輸入端與第一、第二真空電容器的輸出端連接，所述功率計的輸出 端與所述功率信號變送器的輸入端連接，所述功率信號變送器的輸出端與所述單片機(jī)的輸 入端連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻阻抗自動匹配裝置，其特征在于， 還包括顯示控制屏，與所述單片機(jī)的輸出端連接。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻阻抗自動匹配裝置，其特征在于， 還包括： 電感，與所述第一、第二真空電容器串聯(lián)，并與所述功率計的輸入端相連接。4. 根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項所述的射頻阻抗自動匹配裝置，其特征在于， 所述第一、第二真空電容位置信號變送器均包括絕對位置編碼器、通軸連接桿，所述絕 對位置編碼器通過所述通軸連接桿與所述第一、第二真空電容器的輸出端連接。5. 根據(jù)權(quán)利要求4中所述的射頻阻抗自動匹配裝置，其特征在于， 所述第一真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)、第二真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)為步進(jìn)電機(jī)。6. -種射頻阻抗自動匹配方法，所使用的射頻阻抗自動匹配裝置包括第一真空電容 器、第二真空電容器、第一真空電容器位置信號變送器、第二真空電容器位置信號變送器、 單片機(jī)、第一真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)、第二真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)、功率計和功率信號變送器， 其特征在于， 包括如下步驟： 全局?jǐn)?shù)據(jù)掃描步驟，所述單片機(jī)發(fā)送驅(qū)動命令到所述第一、第二真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)， 所述第一、第二真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動所述第一、第二真空電容器的極板移動，所述第 一、第二真空電容器位置信號變送器將所述第一、第二真空電容器的極板位置信息發(fā)送到 所述單片機(jī)，同時，所述功率信號變送器將由所述功率計所采集的與所述第一、第二真空電 容器的極板位置對應(yīng)的等離子體負(fù)載的反射功率值發(fā)送到所述單片機(jī)，直至完成對第一真 空電容電容器的極板位置和第二真空電容器的極板位置的全局掃描； 歷史最優(yōu)位置確定步驟，所述單片機(jī)對所述第一、第二真空電容器的極板位置以及等 離子體負(fù)載的反射功率值進(jìn)行組合，形成數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存儲，并取得等離子體負(fù)載的反射功 率值最小的第一、第二真空電容器極板位置作為歷史最優(yōu)位置； 基于歷史數(shù)據(jù)的射頻阻抗匹配步驟，所述單片機(jī)以所述歷史最優(yōu)位置作為控制點，向 所述第一、第二真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)發(fā)送運(yùn)動指令，使所述第一、第二真空電容器的極板移 動至所述歷史最優(yōu)位置，實現(xiàn)射頻阻抗匹配；以及， 基于實時數(shù)據(jù)的射頻阻抗匹配步驟，所述單片機(jī)采用坐標(biāo)輪換法，取得實時等離子體 負(fù)載的反射功率值最小的所述第一、第二真空電容器的極板位置作為實時最優(yōu)位置，實現(xiàn) 射頻阻抗匹配。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的射頻阻抗自動匹配方法，其特征在于， 還包括數(shù)據(jù)庫更新步驟，將所述實時最優(yōu)位置以及等離子體負(fù)載的反射功率更新至所 述數(shù)據(jù)庫。8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的射頻阻抗自動匹配方法，其特征在于，在所述全局?jǐn)?shù)據(jù)掃 描步驟前，還包括： 開機(jī)檢測步驟，檢測是否存在歷史全局?jǐn)?shù)據(jù)，若為空，則直接進(jìn)入所述全局?jǐn)?shù)據(jù)掃描步 驟，若存在，則提示是否開啟全局?jǐn)?shù)據(jù)掃描功能，若選擇是，則進(jìn)入所述全局?jǐn)?shù)據(jù)掃描步驟， 若選擇否，則進(jìn)入所述基于歷史數(shù)據(jù)的射頻阻抗匹配步驟。9. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的射頻阻抗自動匹配方法，其特征在于， 所述單片機(jī)采用坐標(biāo)輪換法取得實時最優(yōu)位置的步驟包括： 所述單片機(jī)向所述第一真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)發(fā)送運(yùn)動指令，所述第一真空電容器驅(qū)動 機(jī)構(gòu)驅(qū)動所述第一真空電容器的極板從歷史最優(yōu)位置沿原運(yùn)動方向移動，如果所述等離子 體負(fù)載的反射功率變大，則所述單片機(jī)向所述第一真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)發(fā)送停止并改變運(yùn) 動方向的指令； 所述單片機(jī)向所述第二真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)發(fā)送運(yùn)動指令，所述第二真空電容器驅(qū)動 機(jī)構(gòu)驅(qū)動所述第二真空電容器的極板從歷史最優(yōu)位置沿原運(yùn)動方向移動，如果等離子體負(fù) 載的反射功率變大，則所述單片機(jī)向所述第二真空電容器驅(qū)動機(jī)構(gòu)發(fā)送停止并改變運(yùn)動方 向的指令;以及， 所述單片機(jī)對等離子體負(fù)載的反射功率值是否小于匹配停止門限閾值進(jìn)行判斷，如果 判斷為是，則終止，如果判斷為否，則重復(fù)上述步驟。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的射頻阻抗自動匹配方法，其特征在于， 所述匹配停止門限閾值設(shè)為進(jìn)行射頻阻抗自動匹配前等離子體負(fù)載的反射功率值的 5% ~10%〇
【文檔編號】H03H11/30GK105827216SQ201610151688
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月16日
【發(fā)明人】王佳
【申請人】江蘇魯汶儀器有限公司