[发明专利]射频电源系统和利用射频电源系统进行阻抗匹配的方法

权利要求书

1.一种射频电源系统，该射频电源系统包括射频电源和电连接在所述射频电源与等离子体腔室之间的自动阻抗匹配器，其特征在于，所述射频电源的频率能够在最小预定频率和最大预定频率之间调节，通过调节所述射频电源的频率以及通过所述自动阻抗匹配器调节匹配网络的输入阻抗能够使得匹配网络的输入阻抗与所述射频电源的恒定输出阻抗相等。

2.根据权利要求1所述的射频电源系统，其特征在于，所述自动阻抗匹配器包括阻抗传感器、控制器和执行机构，所述阻抗传感器用于检测所述执行机构的初始阻抗以及所述射频电源的初始频率，并将所述执行机构的初始阻抗以及所述射频电源的初始频率发送给所述控制器，所述控制器能够根据所述执行机构的初始阻抗、所述射频电源的初始频率以及所述等离子体腔室的等效阻抗计算所述匹配网络的初始输入阻抗，并且根据该初始输入阻抗调节所述射频电源的频率以及控制执行机构的阻抗。

3.根据权利要求2所述的射频电源系统，其特征在于，所述执行机构包括阻抗可调元件和可调匝数比的变压器，通过调节该变压器的匝数比能够调节所述匹配网络的输入阻抗的阻抗值的实部，通过调节所述阻抗可调元件的阻抗能够调节所述匹配网络的输入阻抗的阻抗值的虚部。

4.根据权利要求3所述的射频电源系统，其特征在于，所述阻抗可调元件包括第一电容和电感，该第一电容和电感与所述等离子体腔室串联，所述第一电容为可调电容，和/或所述电感为可调电感。

5.根据权利要求4所述的射频电源系统，其特征在于，所述第一电容和所述电感均串联在所述变压器的输入端。

6.根据权利要求3所述的射频电源系统，其特征在于，所述阻抗可调元件均设置在所述变压器的输出端，且所述阻抗可调元件包括第二电容和第三电容，所述第二电容为可调电容，且该第二电容与所述等离子体腔室并联，所述第三电容与所述等离子体腔室串联。

7.一种利用射频电源系统进行阻抗匹配的方法，所述的射频电源系统射频电源、电连接在所述射频电源与等离子体腔室之间的自动阻抗匹配器，其特征在于，所述射频电源的频率能够在最小预定频率和最大预定频率之间调节，所述自动阻抗匹配方法包括：

步骤100、利用自动阻抗匹配器检测获取预先确定的等离子体腔室的等效阻抗，并计算匹配网络的初始输入阻抗；

步骤200、调节所述射频电源的频率，并利用所述自动阻抗匹配器调节匹配网络的输入阻抗，以使得所述匹配网络的输入阻抗与所述射频电源的恒定输出阻抗相等。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述自动阻抗匹配器包括阻抗传感器、控制器和执行机构；

所述步骤100包括利用所述阻抗传感器检测所述匹配网络的初始输入阻抗以及所述射频电源的初始频率，并将所述匹配网络的初始输入阻抗以及所述射频电源的初始频率发送给所述控制器，利用所述控制器计算所述匹配网络的初始输入阻抗；

所述步骤200包括利用所述控制器根据所述匹配网络的初始输入阻抗调节所述射频电源的频率以及控制执行机构的阻抗。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述执行机构包括阻抗可调元件和可调匝数比的变压器；

所述步骤200包括：

步骤210、调节所述变压器的匝数比，以使得所述匹配网络的输入阻抗的阻抗值的实部等于所述射频电源的恒定输出阻抗；

步骤220、调节所述阻抗可调元件的阻抗和所述射频电源的频率，以使所述匹配网络的输入阻抗的阻抗值的虚部为零。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤220包括：

步骤221、根据所述匹配初始阻抗和所述射频电源的初始射频之间的关系确定当所述匹配网络的输入阻抗与所述射频电源的恒定输出阻抗相等时所述射频电源的匹配频率；

步骤222、对所述阻抗可调元件进行调节，以使得所述匹配网络的输入阻抗与所述射频电源的恒定输出阻抗相等。