本申请涉及微电子技术领域，具体而言，涉及一种阻抗匹配控制方法及相关设备，通过实时获取射频电源在当前时刻的输出电压信号和输出电流信号，即可计算倒L型匹配器在当前时刻的输入等效阻抗，并根据离化腔室的阻抗和所述射频电源的内阻进行计算，以获取最佳的射频电源的目标输出频率，并得到该目标输出频率对应的第一可调电容的目标电容值和第二可调电容的目标电容值，使得第一可调电容和第二可调电容的调节量最小，对第一可调电容和第二可调电容进行调节的同时对射频电源的输出频率进行调节，以使倒L型匹配器在调节后的输入等效阻抗与射频电源的输出阻抗相匹配，从而减少电机转动的角度，有效节约电机调节的时间，达到快速匹配的目的。
【技术实现步骤摘要】
本申请涉及微电子，具体而言，涉及一种阻抗匹配控制方法及相关设备。
技术介绍
1、工业上常用的射频电源频率为13.56mhz，内阻rs为50欧姆。通常，等离子腔体的等效负载不等于射频电源内阻，若将射频电源直接和等离子腔体相连接，会存在不同程度的失配现象，阻抗失配将导致传输线上存在功率反射，能量不能全部被负载所吸收，降低传输效率，若失配程度较大，容易导致工艺失败，甚至导致射频电源损坏。因此，在射频电源与等离子腔体之间配置阻抗匹配器，在等离子体工艺中是十分必要的。现有的阻抗匹配器的阻抗匹配速度较慢，且阻抗的匹配范围小，仅局限于可调电容的调节范围，无法适应不同波动范围的等离子腔室。
2、针对上述问题，目前尚未有有效的技术解决方案。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种阻抗匹配控制方法及相关设备，使倒l型匹配器在调节后的输入等效阻抗与射频电源的输出阻抗相匹配，减少电机转动的角度，有效节约电机调节的时间，达到快速匹配的目的。
2、本申请提供了一种阻抗匹配控制方法，应用于倒l型匹配器中的控制模块，所述倒l型匹配器包括控制模块、第一可调电容、第二可调电容和电感，所述倒l型匹配器连接在射频电源和离化腔室之间，所述阻抗匹配控制方法包括步骤：
3、a1.获取所述射频电源在当前时刻的输出电压信号、输出电流信号、所述输出电压信号对应的电压相位信息和所述输出电流信号对应的电流相位信息，并计算所述倒l型匹配器在当前时刻的输入等效阻抗的幅值信息和对应的相位信息；
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p>4、a2.根据所述第一可调电容在当前时刻的电容值、所述第二可调电容在当前时刻的电容值、所述电感的电感值、所述倒l型匹配器在当前时刻的输入等效阻抗的幅值信息、所述倒l型匹配器在当前时刻的输入等效阻抗的相位信息以及所述射频电源在当前时刻的输出频率，计算所述离化腔室的阻抗；5、a3.根据所述离化腔室的阻抗和所述射频电源的内阻计算所述第一可调电容的目标电容值、所述第二可调电容的目标电容值和所述射频电源的目标输出频率；
6、a4.将第一可调电容的电容值调至所述第一可调电容的目标电容值，将第二可调电容的电容值调至所述第二可调电容的目标电容值，并同时将射频电源的输出频率调至所述射频电源的目标输出频率，以使所述射频电源在调节后的输出阻抗与所述倒l型匹配器的输入等效阻抗匹配。
7、通过上述设置，使倒l型匹配器在调节后的输入等效阻抗与射频电源的输出阻抗相匹配，减少电机转动的角度，有效节约电机调节的时间，达到快速匹配的目的。
8、可选地，所述计算所述倒l型匹配器在当前时刻的输入等效阻抗的幅值信息的步骤包括：
9、根据所述输出电压信号和所述输出电流信号，计算所述输出电压信号的电压有效值和所述输出电流信号的电流有效值；
10、根据所述电压有效值和所述电流有效值计算所述倒l型匹配器在当前时刻的输入等效阻抗的幅值信息。
11、可选地，所述倒l型匹配器在当前时刻的输入等效阻抗的相位信息的计算步骤包括：
12、计算所述电压相位信息和所述电流相位信息之差，得到所述倒l型匹配器在当前时刻的输入等效阻抗的相位信息。
13、可选地，所述步骤a2包括：
14、根据所述第一可调电容在当前时刻的电容值、所述第二可调电容在当前时刻的电容值、所述电感的电感值、所述倒l型匹配器在当前时刻的输入等效阻抗的幅值信息、所述倒l型匹配器在当前时刻的输入等效阻抗的相位信息以及所述射频电源在当前时刻的输出频率，采用以下公式计算求解所述离化腔室的阻抗：
15、；
16、；
17、；
18、式中，为当前时刻所述电感、所述第二可调电容以及所述离化腔室之间串接形成的等效阻抗，为所述电感的电感值，为所述第一可调电容在当前时刻的电容值，为所述第二可调电容在当前时刻的电容值，为所述离化腔室的阻抗，为所述倒l型匹配器在当前时刻的输入等效阻抗，为所述倒l型匹配器在当前时刻的输入等效阻抗的幅值信息，为所述倒l型匹配器在当前时刻的输入等效阻抗的相位信息，为所述射频电源在当前时刻的输出频率，为当前时刻的射频电源信号的角频率，为虚数符号。
19、根据上述公式，即可计算得到倒l型匹配器在当前时刻的输入等效阻抗。
20、可选地，所述步骤a3包括：
21、根据所述离化腔室的阻抗和所述射频电源的内阻，以目标函数最小化为目标，结合以下公式计算所述第一可调电容的目标电容值、所述第二可调电容的目标电容值和所述射频电源的目标输出频率：
22、；
23、；
24、；
25、；
26、；
27、；
28、式中，为匹配所述射频电源的输出阻抗时，对应的所述电感、所述第二可调电容以及所述离化腔室串接形成的等效阻抗，为所述射频电源的内阻的阻值，为所述第一可调电容的目标电容值，为所述第二可调电容的目标电容值，为所述射频电源的目标输出频率，为所述第一可调电容在当前时刻的电容值与目标电容值的偏差，为所述第二可调电容在当前时刻的电容值与目标电容值的偏差，为目标函数，为射频电源信号的角频率，为所述射频电源的输出频率的最小值，为所述射频电源的输出频率的最大值。
29、通过上述设置，在该目标输出频率下，第一可调电容和第二可调电容的调节量最小，所需的调节时间也更少，从而达到快速匹配的效果，相较于现有技术的仅通过电机调节可调电容的方式的效率更高。
30、可选地，所述射频电源的频率范围为[11mhz,15mhz]。
31、可选地，所述第一可调电容和所述第二可调电容的电容值的范围均为[150pf,300pf]。
32、第二方面，本申请提供一种阻抗匹配控制装置，应用于倒l型匹配器中的控制模块，所述倒l型匹配器包括控制模块、第一可调电容、第二可调电容和电感，所述倒l型匹配器连接在射频电源和离化腔室之间,包括：
33、处理模块，用于获取射频电源在当前时刻的输出电压信号、输出电流信号、所述输出电压信号对应的电压相位信息和所述输出电流信号对应的电流相位信息，并计算倒l型匹配器在当前时刻的输入等效阻抗的幅值信息和对应的相位信息；
34、第一计算模块，用于根据第一可调电容在当前时刻的电容值、第二可调电容在当前时刻的电容值、电感的电感值、所述倒l型匹配器在当前时刻的输入等效阻抗的幅值信息、所述倒l型匹配器在当前时刻的输入等效阻抗的相位信息以及所述射频电源在当前时刻的输出频率，计算离化腔室的阻抗；
35、第二计算模块，用于根据所述离化腔室的阻抗和所述射频电源的内阻计算所述第一可调电容的目标电容值、所述第二可调电容的目标电容值和所述射频电源的目标输出频率；
36、调节模块，用于将第一可调电容的电容值调至所述第一可调电容的目标电容值，将第二可调电容的电容值调至所述第二可调电容的目标电容值，并同时将射频电源的输出本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种阻抗匹配控制方法，应用于倒L型匹配器中的控制模块，所述倒L型匹配器包括控制模块、第一可调电容、第二可调电容和电感，所述倒L型匹配器连接在射频电源和离化腔室之间，其特征在于，所述阻抗匹配控制方法包括步骤：
2.根据权利要求1所述的阻抗匹配控制方法，其特征在于，所述计算所述倒L型匹配器在当前时刻的输入等效阻抗的幅值信息的步骤包括：
3.根据权利要求1所述的阻抗匹配控制方法，其特征在于，所述倒L型匹配器在当前时刻的输入等效阻抗的相位信息的计算步骤包括：
4.根据权利要求1所述的阻抗匹配控制方法，其特征在于，步骤A2包括：
5.根据权利要求4所述的阻抗匹配控制方法，其特征在于，步骤A3包括：
6.根据权利要求1所述的阻抗匹配控制方法，其特征在于，所述射频电源的频率范围为[11MHz,15MHz]。
7.根据权利要求1所述的阻抗匹配控制方法，其特征在于，所述第一可调电容和所述第二可调电容的电容值的范围均为[150pF,300pF]。
8.一种阻抗匹配控制装置，应用于倒L型匹配器中的控制模块，所述倒L型匹配器包括控制模块、第一可调电容、第二可调电容和电感，所述倒L型匹配器连接在射频电源和离化腔室之间,其特征在于，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有所述处理器可执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，运行如权利要求1-7任一项所述的阻抗匹配控制方法中的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时运行如权利要求1-7任一项所述的阻抗匹配控制方法中的步骤。
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【技术特征摘要】
1.一种阻抗匹配控制方法，应用于倒l型匹配器中的控制模块，所述倒l型匹配器包括控制模块、第一可调电容、第二可调电容和电感，所述倒l型匹配器连接在射频电源和离化腔室之间，其特征在于，所述阻抗匹配控制方法包括步骤：
2.根据权利要求1所述的阻抗匹配控制方法，其特征在于，所述计算所述倒l型匹配器在当前时刻的输入等效阻抗的幅值信息的步骤包括：
3.根据权利要求1所述的阻抗匹配控制方法，其特征在于，所述倒l型匹配器在当前时刻的输入等效阻抗的相位信息的计算步骤包括：
4.根据权利要求1所述的阻抗匹配控制方法，其特征在于，步骤a2包括：
5.根据权利要求4所述的阻抗匹配控制方法，其特征在于，步骤a3包括：
6.根据权利要求1所述的阻抗匹配控制方法，其特征在于，所述射频电源的频率范围为[...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚龙，马聪伟，胡强，郭晓东，
申请(专利权)人：季华实验室，
类型：发明
国别省市：
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