阻抗测量元件、阻抗匹配器、射频电源及半导体工艺设备

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；

所述第二耦合件包括第二耦合本体和第二匹配电阻，所述第二耦合本体用于定向耦合出所述射频传输线路的反射功率，所述第二匹配电阻用于匹配出所述反射功率的电压数据。

可选地，所述电压感应器件包括第一电容元件和第二电容元件，所述第一电容元件和第二电容元件串联，所述第一电容元件用于与所述射频传输线路之间形成第一电容，所述第二电容元件形成第二电容，所述第二电容的电容值大于所述第一电容的电容值，以降低所述第一电容的分担的电压；

所述电压感应器件用于获取所述第一电容的分压以采集所述射频传输线路的所述电压数据。

可选地，所述电流感应器件包括环绕所述射频传输线路的磁性件和缠绕在所述磁性件上的感应线圈，所述磁性件和所述感应线圈用于感应所述射频传输线路的所述电流数据。

可选地，所述数据处理单元包括第一处理模块和第二处理模块，所述第一处理模块用于对所述电压数据和所述电流数据进行数据处理，分别得到电压波与电流波的幅值信号和相位信号；

所述第二处理模块用于对所述前向功率数据和所述反射功率数据进行数据处理，以得到功率反射系数信号。

可选地，所述第二处理模块包括第一子处理模块和第二子处理模块，所述第一子处理模块用于对所述前向功率数据和所述反射功率数据进行数据处理，以得到功率反射系数模拟信号，第二子处理模块用于分别将所述相位信号和所述功率反射系数模拟信号进行数字化处理，以将所述相位信号转化为数字式的相位信号和将所述功率反射系数模拟信号转化为数字式的功率反射系数信号。

可选地，所述第一子处理模块包括除法器、乘法器及整流电路中的任意一者。

可选地，所述第一处理模块包括幅值处理模块和相位处理模块；

所述幅值处理模块包括：

两个整流器，分别用于对所述电压数据和所述电流数据进行过整流；

求和电路，用于对经过两个所述整流器整流后的结果进行求和；

校准器，用于对经过所述求和电路求和后的结果进行校准；

放大电路，用于对经过所述校准器校准后的结果进行信号放大；和/或

所述相位处理模块包括：

两个过零比较器，用于分别对所述电压数据和所述电流数据进行过零比较；

整流器，用于对经过两个所述过零比较器比较后的结果进行整流；

校准器，用于对经过所述整流器整流后的结果进行校准；

放大电路，用于对经过所述校准器校准后的结果进行信号放大。

为实现本发明的目的，第二方面提供一种阻抗匹配器，包括阻抗测量元件和阻抗匹配元件，所述阻抗测量元件为第一方面所述阻抗测量元件。

为实现本发明的目的，第三方面提供一种射频电源，包括电源主体和阻抗匹配器，所述阻抗匹配器为第二方面所述的阻抗匹配器。

为实现本发明的目的，第四方面提供一种半导体工艺设备，包括设备主体和为所述设备主体供电的射频电源，所述射频电源为第三方面所述的射频电源

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的阻抗测量元件，不仅采集射频传输线路的电压数据和电流数据，还采集前向功率数据及反射功率数据后，并通过电压数据和电流数据得到电压波与电流波的幅值信号和电压波与电流波的相位信号，通过前向功率数据和反射功率数据得到反射系数信号，继而可根据幅值信号、相位信号和反射系数信号计算得到射频传输线路的负载阻抗的具体值。由于阻抗的模只与功率反射系数相关，而功率反射系数又取决于反射功率数据和前向功率数据的比值，所以，阻抗的模精度只取决于反射功率数据和前向功率数据的比值(实际应用时反应为两个电压的比值)，相比现有技术，可将采集数据的不确定度从两个(电压的幅值信号、电流的幅值信号)降低至一个(反射功率数据和前向功率数据的比值)，降低了影响阻抗精度的因素，从而可以提高测量的阻抗的模精度；且数据采集单元中，只需提高前向功率数据及反射功率数据的精度(前向功率数据的精度往往与反射功率数据的精度一致)，便可大大提高测量的阻抗的模精度，相对成本较低，较容易实现。同时由于只需要电压波和电流波的正负，所以只需采集电压和电流的正负即可完成阻抗的计算，即对电压数据和电流数据的精度要求极低，可采用制作简单，成本较低的元器件完成数据采集，且数据处理简单，速度较快，响应时间较短。另外，本实施例提供的阻抗测量元件的适用范围较广，相比现有技术，除了测量负载阻抗之外，还可广泛应用于各种大中小型射频电源、阻抗匹配器及各种半导体(或其它)工艺设备等。

附图说明

图1为本实施例提供的阻抗测量元件的框架结构示意图；

图2为本实施例提供的阻抗测量元件的数据采集单元的模块化结构示意图；

图3为本实施例提供的阻抗测量元件的数据采集单元的具体结构示意图；

图4为本实施例提供的阻抗测量元件的第一处理模块的结构示意图；

图5为本实施例提供的阻抗测量元件的第二处理模块的结构示意图一(低精度要求)；

图6为本实施例提供的阻抗测量元件的第二处理模块的结构示意图二(高精度要求)；

图7为本实施例提供的阻抗测量方法的流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请，本申请的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”和“该”也可包括复数形式。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

下面结合附图以具体的实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。

为了解决上述技术问题，本实施例对现有的阻抗测量元件进行研究分析，发现：现有的阻抗测量元件在检测到射频传输线路的电压数据和电流数据后，对电压数据进行整流后得到电压的幅值信号，对电流数据经过整流后得到电流的幅值信号，电压数据和电流数据经过鉴相器得到电压与电流的相位信号Ph1。然后由算法模块根据上述压的幅值信号、电流的幅值信号及电压与电流的相位信号Ph1计算得出负载的阻抗。但是，由于电压的幅值信号和电流的幅值信号经过整流电路，而整流电路的元器件存在差异，使两个整流电路的滤波电路不完全对称，电压数据和电流数据经过整流后的幅度和相位产生差异，而阻抗计算模型对电压的幅值信号和电流的幅值信号的精度要求较高，因此要么直接导致阻抗的测量精度较低，要么需要更以更高成本、更高精度的电子元件以获取更高精度的电压数据和电流数据。且阻抗计算模型中，需要对电压数据和电流数据的耦合系数、整流后的幅值和相位差、鉴相器的误差分别进行处理和建模，因此对精度引起的误差的处理步骤较多，需要校准的地方也较多，不仅增加制造成本，还降低了数据处理时间，降低了阻抗测量元件的响应时间。

请参照图1，本实施例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，数据采集单元用于采集射频传输线路的电压数据U1、电流数据U2、前向功率数据P1及反射功率数据P2；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U1、电流数据U2、前向功率数据P1及反射功率数据P2进行数据处理，以得到电压波与电流波的幅值信号Mag1、相位信号Ph1及功率反射系数信号；阻抗计算单元用于根据幅值信号Mag1、相位信号Ph1及功率反射系数信号确定射频传输线路的负载阻抗。

其中，射频传输线路可以理解为射频电源的传输线路，可以为传输线缆的中心导电芯。该射频电源可以为半导体工艺设备(如，等离子体刻蚀机、晶圆清洗机、物理气相沉积设备等)中所应用的射频电源，也可以为其它设备上应用的射频电源，本实施例对此不做具体限定。上述电压数据U1、电流数据U2、前向功率数据P1及反射功率数据P2可以是测量的真实的电压值、电流值、前向功率值及反射功率值，也可以是对应的电压信号、电流信号、前向功率信号及反射功率信号，也可以进一步都转化为电压信号。电压波与电流波的幅值信号mag1、相位信号Ph1及功率反射系数信号可以均为相应的电压信号，以便于进行无量纲化运算。

本实施例中确定射频传输线路7的阻抗原理如下：

首先，根据阻抗的定义(在具有电阻、电感和电容的电路里，对电路中的电流所起的阻碍作用叫做阻抗，阻抗常用Z表示，是一个复数，实部称为电阻，虚部称为电抗，其中电容在电路中对交流电所起的阻碍作用称为容抗，电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗，电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用总称为电抗)，有下述阻抗Z

Z

其中，Z

根据射频功率的定义及反射系数的计算如下：

其中，U为电压波的幅值，Z

根据上述负载阻抗与反射系数的关系，计算如下：

由电压和功率成的关系，可知反射系数与电压波与电流波的幅值(Mag1)正相关，即当电压波与电流波的幅值大于0时，反射系数大于0，所以，Z

当Mag1＞0，则Γ

当Mag1＜0，则Γ

电压波和电流波的相位角由上述相位信号Ph1的计算公式为：

θ＝π×ph1/U

其中，θ为电压波和电流波的相位角，ph1为电压波与电流波的相位信号，U

根据上述Z

由上述公式(8)和公式(9)可以得出Z

由上述可知，本实施例提供的阻抗测量元件，不仅采集射频传输线路的电压数据U1和电流数据U2，还采集前向功率数据P1及反射功率数据P2后，并通过电压数据U1和电流数据U2得到电压波与电流波的幅值信号mag1和电压波与电流波的相位信号Ph1，通过前向功率数据P1和反射功率数据P2得到反射系数信号Rf1，继而可根据幅值信号Mag1、相位信号Ph1和反射系数信号Rf1计算得到射频传输线路负载的阻抗的具体值。由于阻抗的模只与功率反射系数相关，而功率反射系数又取决于反射功率数据和前向功率数据的比值，所以，阻抗的模精度只取决于反射功率数据和前向功率数据的比值(通常反应为两个电压的比值)，相比现有技术，可将采集数据的不确定度从两个(电压的幅值信号、电流的幅值信号)降低至一个(反射功率数据和前向功率数据的比值)，降低了影响阻抗精度的因素，从而可以提高测量的阻抗的模精度；且数据采集单元中，只需提高前向功率数据P1及反射功率数据P2的精度(前向功率数据P1的精度往往及反射功率数据P2的精度一致)，便可大大提高测量的阻抗的模精度，相对成本较低，较容易实现。同时由于只需要电压波和电流波的正负，所以只需采集电压和电流的正负即可完成阻抗的计算，即对电压数据U1和电流数据U2的精度要求极低，可采用制作简单，成本较低的元器件完成数据采集，且数据处理简单，速度较快，响应时间较短。另外，本实施例提供的阻抗测量元件除采集电压、电流数据外，还采集前向功率，反射功率，负载功率，驻波比，反射系数等参数，测量的范围取决于传输线缆能够传输的功率等级(能够测量几w到几百kw)，所以适用范围较广，相比现有技术，除了测量负载阻抗之外，还可广泛应用于各种大中小型射频电源、阻抗匹配器及各种半导体(或其它)工艺设备等。

需要说明的是，本实施例对数据采集单元、数据处理单元及阻抗计算单元的具体结构也不做具体限定，只要其能实现上述测量阻抗的作用即可。

其中，如图2所示，数据采集单元可以包括串联在射频传输线路7上的电压感应器件101、电流感应器件102及定向耦合器件103；电压感应器件101可用于采集射频传输线路7的电压数据U1；电流感应器件102用于采集射频传输线路7的电流数据U2；定向耦合器件103可用于采集射频传输线路7的前向功率数据P1和反射功率数据P2。该电压感应器件101、电流感应器件102及定向耦合器件103可以形成在一个整的印制电路板上，也可以分别设置在两个或三个印制电路板上，印制电路板(整体)的两端可分别设置输入端连接端子1和输出端连接端子2(可为射频传输线路7的标准连接端口)，以与射频传输线路7连接，如图3所示，输入端连接端子1和输出端连接端子2可分别通过焊点3和焊点4与射频传输线路7连接。

需要说明的是，实际使用时不同型号元器件的尺寸差距较大，电压感应器件101、电流感应器件102及定向耦合器件103的位置可以互换，可根据实际需求，合理布置空间安排。

于本实施例一具体实施方式中，可以将电压感应器件101和电流感应器件102设置在第一印制电路板19上，将定向耦合器件103设置在第二印制电路板20上，以便于该数据采集单元的制作，第一印制电路板19和第二印制电路板20可形成在基板14上。

如图2和图3所示，定向耦合器件103可包括辅传输线路13和耦合结构；辅传输线路13设置在第二印制电路板20上，且其两端分别连接在射频传输线路7上，用于与射频传输线路7共同传输射频功率；耦合结构可设置在第二印制电路板20上，并位于辅传输线路13的两侧。如此，辅传输线路13可与射频传输线路7共同传输射频功率，且可根据实际需要设计辅传输线路13上的分压和传输的射频功率，并耦合出与射频传输线路7的前向功率数据和反射功率数据相对应的指定数值范围内的前向功率数据P1和反射功率数据P2，以便于对采集的数据进行处理，提高响应时间。优选地，辅传输线路13和耦合结构可以均为微带线，以降低阻抗测量过程中的数据等级，便于数据处理，进一步提高该阻抗测量元件的响应时间和适用范围。

具体地，耦合结构包括对称设置在辅传输线路13两侧的第一耦合件和第二耦合件，第一耦合件用于定向耦合前向功率数据P1，第二耦合件用于定向耦合反射功率数据P2，如此，可以通过设置第一耦合件和第二耦合件的对称度便可提高采集的功率数据的精度，继而提高测量的阻抗的模精度。

进一步地，如图3所示，第一耦合件可以包括第一耦合本体11和第一匹配电阻17，第一耦合本体11用于定向耦合出射频传输线路的前向功率，第一匹配电阻17用于匹配出前向功率的电压数据，即前向功率数据P1；第二耦合件包括第二耦合本体12和第二匹配电阻18，第二耦合本体12用于定向耦合出射频传输线路的反射功率，第二匹配电阻18用于匹配出反射功率的电压数据，即反射功率数据P2，如此，可通过第一耦合件和第二耦合件直接采集以电压表示的前向功率数据P1和反射功率数据P2，便于该阻抗测量元件进行无量纲计算，可进一步提高其响应时间。

于本实施例另一具体实施方式中，如图2、3所示，电压感应器件101可包括第一电容元件10和第二电容元件15，第一电容元件10和第二电容元件15串联，第一电容元件10可以与射频传输线路7绝缘连接，如图3中，第一电容元件10与射频传输线路7交叉相对的部分可形成第一电容，第二电容元件15形成第二电容，第二电容的电容值大于第一电容的电容值，以降低第一电容分担的电压；电压感应器件101用于获取第一电容的分压以采集射频传输线路7的电压数据U1，如此，以实现对电压数据U1的采集。其中，第一电容元件10和第二电容元件15可采用低精度、低成本的元件，例如，第一电容元件10作为电容器的一个极板，可以为铜皮包裹漆包线的方式，第二电容元件15可以采用低精度电容，其制作简单，成本低，感值小，耐压值高。

于本实施例另一具体实施方式中，电流感应器件102可包括环绕射频传输线路7的磁性件8和缠绕在磁性件8上的感应线圈9，磁性件8和感应线圈9用于感应射频传输线路7的电流。其中，磁性件8与射频传输线路7之间绝缘间隔，磁性件8可直接环绕在射频传输线路7的橡胶外包线5外侧(实际实施时，可以将传输线缆直接穿过环形的磁性件8，图中6为传输线缆的屏蔽层)。优选地，感应线圈9可使用漆包线或者其他线缆绕制，电感量取决于磁性件8个感应线圈9的参数。可以在感应线圈9上设置电流匹配电阻16，以直接采集与该感应电流相应的电压，即电流数据U2。

于本实施例另一具体实施方式中，数据处理单元可包括第一处理模块和第二处理模块，第一处理模块用于对电压数据U1和电流数据U2进行数据处理，分别得到电压波与电流波的幅值信号mag1和相位信号Ph1；第二处理模块用于对前向功率数据P1和反射功率数据P2进行数据处理，以得到功率反射系数信号。

其中，第一处理模块可包括幅值处理模块和相位处理模块，以分别得到电压波与电流波的幅值信号mag1和相位信号Ph1，进一步提高数据处理速度，提高响应时间。

具体地，幅值处理模块可以包括：两个整流器，分别用于对电压数据U1和电流数据U2进行过整流；求和电路，用于对经过两个整流器整流后的结果进行求和；校准器，用于对经过求和电路求和后的结果进行校准；放大电路，用于对经过校准器校准后的结果进行信号放大。

相位处理模块可包括：两个过零比较器，分别对电压数据U1和电流数据U2进行过零比较；整流器，对经过两个过零比较器比较后的结果进行整流；校准器，对经过整流器整流后的结果进行校准；放大电路，对经过校准器校准后的结果进行信号放大。

如图4，对电压数据U1和电流数据U2的波形分别经过正向和反向整流得到电压波与电流波的直流信息，经求和电路进行求和计算，然后进行偏置校准，在标准负载50Ω的情况下校准为0V，最后经放大电路输出得到幅值信号Mag1。对电压数据U1和电流数据U2的波形分别进行过零比较，得到各自的脉冲信号，然后经整流器(可以是鉴相器或者鉴相电路)进行整流得到电流波与电压波的相位，然后对相位进行偏置校准，在标准负载50Ω的情况下校准为0V，最后经放大电路输出得到相位信号Ph1。经过过零比较器之后的相位信号Ph1可以降低波形失真、谐波等因素的影响，提高相位信号Ph1的测量精度。

第二处理模块可包括第一子处理模块和第二子处理模块，第一子处理模块用于对前向功率数据P1和反射功率数据P2进行数据处理，以得到功率反射系数模拟信号，第二子处理模块用于将相位信号Ph1和功率反射系数模拟信号进行数字化处理，以将相位信号Ph1转化为数字式的相位信号及将功率反射系数模拟信号转化为数字式的功率反射系数信号。

其中，第一子处理模块可以但不限于包括除法器、乘法器及整流电路中的任意一者，第二子处理模块可以但不限于为ADC模块。

具体地，在一般场景下(对阻抗测量精度有一定要求，但要求不高)，第一子处理模块采用除法器，并应用除法器计算反射系数；第二子处理模块采用ADC模块用于对反射系数进行数据化处理。

如图5所示，对阻抗测量精度要求低的使用场景，功率定向耦合的电压信号可以使用成本较低的检波器和低通滤波组成的整流电路(也可以使用低精度除法器或者低精度乘法器)转换为直流信号P1’和P2’，然后使用ADC模块采集直流信号P1’和P2’，并传输给阻抗计算单元，以在阻抗计算单元中完成除法计算。

如图6所示，对阻抗测量精度要求和响应时间要求较高的使用场景，功率定向耦合的电压信号可以使用高精度除法器或者高精度乘法器等，将电压信号P1和P2先转换为直流信号P1’和P2’，然后使用ADC模块采集直流信号P1’和P2’，并传输给阻抗计算单元，以在阻抗计算单元中完成除法计算。

基于上述阻抗测量元件相同的构思，本实施例还提供一种阻抗测量方法，用于射频传输线路，如图1和图7所示，该方法包括以下步骤：

步骤S1，采集射频传输线路的电压数据U1、电流数据U2、前向功率数据P1及反射功率数据P2；

步骤S2，对电压数据U1、电流数据U2、前向功率数据P1及反射功率数据P2进行数据处理，以得到电压波与电流波的幅值信号mag1、相位信号Ph1及功率反射系数信号；

步骤S3，根据幅值信号mag1、相位信号Ph1及功率反射系数信号确定射频传输线路的阻抗。

本实施例提供的阻抗测量方法，不仅采集射频传输线路的电压数据U1和电流数据U2，还采集前向功率数据P1及反射功率数据P2后，并通过电压数据U1和电流数据U2得到电压波与电流波的幅值信号mag1和电压波与电流波的相位信号Ph1，通过前向功率数据P1P1和反射功率数据P2P2得到反射系数信号Rf1，继而可根据幅值信号Mag1、相位信号Ph1和反射系数信号Rf1计算得到射频传输线路负载的阻抗的具体值。由于阻抗的模只与功率反射系数相关，而功率反射系数又取决于反射功率数据和前向功率数据的比值，所以，阻抗的模精度只取决于反射功率数据和前向功率数据的比值(实际应用时反应为两个电压的比值)，相比现有技术，可将采集数据的不确定度从两个(电压的幅值信号、电流的幅值信号)降低至一个(反射功率数据和前向功率数据的比值)，降低了影响阻抗精度的因素，从而可以提高测量的阻抗的模精度；且只需提高前向功率数据P1及反射功率数据P2的精度(前向功率数据P1的精度往往及反射功率数据P2的精度一致)，便可大大提高测量的阻抗的模精度，相对成本较低，较容易实现。同时由于只需要电压波和电流波的正负，所以只需采集电压和电流的正负即可完成阻抗的计算，即对电压数据U1和电流数据U2的精度要求极低，可采用制作简单，成本较低的元器件完成数据采集，且数据处理简单，速度较快，响应时间较短。另外，本实施例提供的阻抗测量方法除采集电压、电流数据U2往外，还采集前向功率，反射功率，负载功率，驻波比，反射系数等参数，由于测量的范围取决于传输线缆能够传输的功率等级(能够测量几w到几百kw)，所以适用范围较广，相比现有技术，除了测量负载阻抗之外，还可广泛应用于各种大中小型射频电源、阻抗匹配器及各种半导体(或其它)工艺设备等。

本实施例还提供了一种阻抗匹配器，包括阻抗测量元件和阻抗匹配元件，阻抗测量元件为上述任一项实施方式的阻抗测量元件。

本实施例提供的阻抗匹配器，包括上述任一实施方式的阻抗测量元件，至少可以实现上述阻抗测量元件的有益效果，在此不再赘述。

基于上述阻抗测量元件相同的构思，本实施例还提供一种射频电源，包括电源主体和阻抗匹配器，该阻抗匹配器为上述任一实施方式的阻抗匹配器，用于对射频电源的负载进行阻抗匹配，以提高射频电源的输出稳定性。

本实施例提供的射频电源，包括具有上述任一实施方式的阻抗测量元件的阻抗匹配器，至少可以实现上述阻抗测量元件的有益效果，在此不再赘述。

基于上述阻抗测量元件相同的构思，本实施例还提供一种半导体工艺设备，包括设备主体和为设备主体供电的射频电源，射频电源为上述任一实施方式的射频电源。该半导体工艺设备可以但不限于为等离子体刻蚀机、晶圆清洗机、物理气相沉积设备等。

本实施例提供的半导体工艺设备，包括配置了具有上述任一实施方式的阻抗测量元件的阻抗匹配器的射频电源，至少可以实现上述阻抗测量元件的有益效果，在此不再赘述。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本申请的原理而采用的示例性实施方式，然而本申请并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本申请的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本申请的保护范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。