CN107294510B - 针对多状态以逐步方式调谐阻抗匹配网络的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及针对多状态以逐步方式调谐阻抗匹配网络的系统和方法。描述了用于针对每个状态以逐步方式调谐阻抗匹配网络的系统和方法。通过针对每个状态以逐步方式调谐阻抗匹配网络，而不是直接获得用于每种状态的射频(RF)的最优值并直接获得用于每种状态的组合可变电容的最优值，使用经调谐的最优值处理晶片变得可行。

Description

针对多状态以逐步方式调谐阻抗匹配网络的系统和方法

技术领域

本发明的实施方式涉及针对射频(RF)产生器的多个状态以逐步(step-wise)方式调谐阻抗匹配网络的系统和方法。

背景技术

等离子体系统用于控制等离子体处理。等离子体系统包含多个射频(RF)源、阻抗匹配和等离子体反应器。工件放置在等离子体室内，并在等离子体室中产生等离子体以处理工件。重要的是，工件以相似或均匀的方式进行处理。为了以类似或均匀的方式处理工件，重要的是调节RF源和阻抗匹配。

正是在这样的背景下，产生在本公开中所描述的实施方式。

发明内容

本公开的实施方式提供了针对射频(RF)产生器的多个状态以逐步方式调谐阻抗匹配网络的装置、方法和计算机程序。应当理解的是，这些实施方式可以以多种方式(例如，工艺、装置、系统、硬件零件或计算机可读介质上的方法)来实现。若干实施方式在下文描述。

在脉冲等离子体系统中，例如在其中通过由RF产生器等产生的脉冲RF信号产生或维持等离子体这样的等离子体系统中，脉冲等离子体具有处于一种状态(例如S1等)的一组RF功率和处于第二种状态(例如S2等)的第二组RF功率。由于RF脉冲时间短，例如脉冲重复速率通常为100赫兹(Hz)至10千赫兹(kHz)等，阻抗匹配网络的电动机驱动的可变电容器不能响应于RF信号的脉冲，并且可变电容器被设置为对于两种状态相同的折衷值。

本文所述的系统和方法的一些优点包括应用其中以调谐阻抗匹配网络的可变电容的逐步方式。在逐步方式中，在状态S1期间，计算使得在模型系统的输入端的用于状态S1和状态S2的电压反射系数的组合为最小的由RF产生器针对状态S1产生的RF信号的RF频率的最优值和阻抗匹配网络可变电容的最优值。此外，确定使得用于状态S1的电压反射系数为最小的RF频率的局部值。另外，在状态S2期间，计算由用于状态S2的由RF产生器产生的RF信号的RF频率的最优值。此外，确定使得用于状态S2的电压反射系数为最小的RF频率的局部值。代替应用组合可变电容的最优值，将组合可变电容的步长值(step value)应用到阻抗匹配网络。然后使用步长值、RF频率的用于状态S1的局部值和RF频率的用于状态S2的局部值以应用组合可变电容的另一个步长值来重复逐步方式。步长值增加，直到达到组合可变电容的最优值。难以在实现RF频率的最优值的同时根据使阻抗匹配网络操作的值直接实现组合可变电容的最优值。这是因为难以以与控制RF产生器的速度相同的速度来控制阻抗匹配网络的一个或多个可变电容器。通过使用逐步方式，实现了可变电容的最优值和RF频率的最优值。

进一步的优点包括调谐到具有非零反射功率的折衷最优值。例如，当等离子体在多个状态之间被施以脉冲时，由RF产生器产生的RF信号的射频快速改变以在脉冲化状态中具有不同的值，但是阻抗匹配网络的可变电容器不能。存在三个可变参数，例如处于状态S1的RF信号的RF频率，处于状态S2中的RF信号的RF频率以及阻抗匹配网络的可变电容器的位置等，以调谐四个量，例如处于状态S1和S2的反射系数的实部和虚部等。难以同时实现针对脉冲状态S1和S2两者的零反射功率，因此实现针对状态S1和S2的反射系数的折衷最优值。为了获得最优折衷，例如最小化量A*Γ(S1)+(1-A)*Γ(S2)，其中Γ(S1)和Γ(S2)是用于脉冲化状态S1和S2的电压反射系数，并且A是介于0和1之间的系数等，使用模型系统来找到可变电容器的位置和用于最优折衷的两个RF频率。

具体而言，本发明的一些方面可以阐述如下：

1.一种用于以逐步方式调谐阻抗匹配网络的方法，其包括：

在射频(RF)产生器的第一状态期间，当所述RF产生器在第一参数值下操作并且所述阻抗匹配网络具有第一可变可测量因子时，接收在所述RF产生器的输出端与所述阻抗匹配网络的输入端之间感测到的第一测得的输入参数值；

针对所述第一状态，将一个或多个模型初始化为具有所述第一可变可测量因子和所述第一参数值，其中所述一个或多个模型包括所述阻抗匹配网络的模型；

在所述一个或多个模型被初始化为具有所述第一可变可测量因子和所述第一参数值后，根据所述第一测得的输入参数值使用所述一个或多个模型，针对所述第一状态，来计算第一输出参数值；

使用所述第一输出参数值和所述一个或多个模型来计算用于所述第一状态的最优可变可测量因子，所述最优可变可测量因子使得在所述一个或多个模型的输入端处的用于第一状态的反射系数和用于第二状态的反射系数的组合是最小的；

使用所述第一输出参数值和所述一个或多个模型计算第一有利的参数值，所述第一有利的参数值使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第一状态的所述反射系数是最小的；

在所述第一状态期间控制所述RF产生器以在所述第一有利的参数值下操作；以及

在所述第一状态期间将所述阻抗匹配网络设置成具有第一步进可变可测量因子，其中所述第一步进可变可测量因子与所述第一可变可测量因子相比更接近所述最优可变可测量因子，使得所述阻抗匹配网络针对所述第一状态以逐步方式被调谐。

2.根据条款1所述的方法，其还包括：

在所述RF产生器的所述第二状态期间，当所述RF产生器在第二参数值下操作并且所述阻抗匹配网络具有所述第一可变可测量因子时，接收在所述RF产生器的所述输出端与所述阻抗匹配网络的所述输入端之间感测到的第二测得的输入参数值；

针对所述第二状态，将所述阻抗匹配网络的所述一个或多个模型初始化为具有所述第一可变可测量因子和所述第二参数值；

当所述一个或多个模型具有所述第一可变可测量因子和所述第二参数值时，根据所述第二测得的输入参数值使用所述一个或多个模型，针对所述第二状态，来计算第二输出参数值；

使用所述第二输出参数值和所述一个或多个模型来计算第二有利的参数值，所述第二有利的参数值使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第二状态的所述反射系数是最小的；

在所述第二状态期间，控制所述RF产生器以在所述第二有利的参数值下操作；以及

在所述第二状态期间将所述阻抗匹配网络设置成具有所述第一步进可变可测量因子。

3.根据条款2所述的方法，其还包括：

在所述RF产生器的所述第一状态期间，当所述RF产生器在所述第一有利的参数值下操作并且所述阻抗匹配网络具有所述第一步进可变可测量因子时，接收在所述RF产生器的所述输出端与所述阻抗匹配网络的所述输入端之间感测到的第三测得的输入参数值；

针对所述第一状态，将所述阻抗匹配网络的所述一个或多个模型初始化为具有所述第一步进可变可测量因子和所述第一有利的参数值；

在所述一个或多个模型具有所述第一步进可变可测量因子和所述第一有利的参数值时，根据所述第三测得的输入参数值使用所述一个或多个模型，针对所述第一状态，来计算第三输出参数值；

使用所述第三输出参数值和所述一个或多个模型来计算用于所述第一状态的另外的最优可变可测量因子，所述另外的最优可变可测量因子使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第一状态的所述反射系数和用于所述第二状态的所述反射系数的所述组合是最小的；

使用所述第三输出参数值和所述一个或多个模型计算第三有利的参数值，所述第三有利的参数值使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第一状态的所述反射系数是最小的；

在所述第一状态期间控制所述RF产生器以在所述第三有利的参数值下操作；以及

在所述第一状态期间将所述阻抗匹配网络设置成具有第二步进可变可测量因子，其中所述第二步进可变可测量因子与所述第一可变可测量因子相比更接近所述另外的最优可变可测量因子，使得所述阻抗匹配网络被针对所述第一状态以所述逐步方式调谐。

4.根据条款3所述的方法，其还包括：

在所述RF产生器的所述第二状态期间，当所述RF产生器在所述第二有利的参数值下操作并且所述阻抗匹配网络具有所述第一步进可变可测量因子时，接收在所述RF产生器的所述输出端与所述阻抗匹配网络的所述输入端之间感测到的第四测得的输入参数值；

针对所述第二状态，将所述阻抗匹配网络的所述一个或多个模型初始化为具有所述第一步进可变可测量因子和所述第二有利的参数值；

当所述一个或多个模型具有所述第一步进可变可测量因子和所述第二有利的参数值时，根据所述第四测得的输入参数值使用所述一个或多个模型，针对所述第二状态，来计算第四输出参数值；

使用所述第四输出参数值和所述一个或多个模型来计算第四有利的参数值，所述第四有利的参数值使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第二状态的所述反射系数是最小的；

在所述第二状态期间，控制所述RF产生器以在所述第四有利的参数值下操作；以及

在所述第二状态期间将所述阻抗匹配网络设置成具有所述第二步进可变可测量因子。

5.根据条款1所述的方法，其中在所述第一状态期间，所述RF产生器的功率电平高于所述RF产生器在所述第二状态期间的功率电平。

6.根据条款1所述的方法，其中所述一个或多个模型是计算机生成的模型，其中所述一个或多个模型包括RF传输线的模型和RF电缆的模型。

7.根据条款1所述的方法，其中的根据所述第一测得的输入参数值使用所述一个或多个模型，针对所述第一状态，来计算所述第一输出参数值，包括：经由所述一个或多个模型的电路元件正向传导所述第一测得的输入参数值以产生所述第一输出参数值，

其中的使用所述第一输出参数值和所述一个或多个模型来计算用于所述第一状态的最优可变可测量因子，所述最优可变可测量因子使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第一状态的所述反射系数和用于所述第二状态的所述反射系数的所述组合是最小的，包括：给定所述第一输出参数值和所述一个或多个模型来求解所述最优可变可测量因子，使得所述组合是最小的，

其中的使用所述第一输出参数值和所述一个或多个模型计算所述第一有利的参数值，包括：给定所述第一输出参数值和所述一个或多个模型来求解所述第一有利的参数值，所述第一有利的参数值使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第一状态的所述反射系数是最小的。

8.一种用于以逐步方式调谐阻抗匹配网络的系统，其包括：

处理器，其被配置成，在射频(RF)产生器的第一状态期间，当所述RF产生器在第一参数值下操作并且所述阻抗匹配网络具有第一可变可测量因子时，接收在所述RF产生器的输出端与所述阻抗匹配网络的输入端之间感测到的第一测得的输入参数值，

其中，所述处理器被配置成，针对所述第一状态，将一个或多个模型初始化为具有所述第一可变可测量因子和所述第一参数值，其中所述一个或多个模型包括所述阻抗匹配网络的模型；以及

存储器装置，其耦合到所述处理器，其中所述存储器装置被配置成存储所述一个或多个模型，

其中所述处理器被配置成，当所述一个或多个模型具有所述第一可变可测量因子和所述第一参数值时，根据所述第一测得的输入参数值使用所述一个或多个模型，针对所述第一状态，来计算第一输出参数值，

其中所述处理器被配置成，使用所述第一输出参数值和所述一个或多个模型来计算用于所述第一状态的最优可变可测量因子，所述最优可变可测量因子使得在所述一个或多个模型的输入端处的用于所述第一状态的反射系数和用于第二状态的反射系数的组合是最小的；

其中所述处理器被配置成，使用所述第一输出参数值和所述一个或多个模型计算第一有利的参数值，所述第一有利的参数值使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第一状态的所述反射系数是最小的；

其中所述处理器被配置成，在所述第一状态期间控制所述RF产生器以在所述第一有利的参数值下操作；以及

其中所述处理器被配置成，在所述第一状态期间将所述阻抗匹配网络设置成具有第一步进可变可测量因子，其中所述第一步进可变可测量因子与所述第一可变可测量因子相比更接近所述最优可变可测量因子，使得所述阻抗匹配网络针对所述第一状态以逐步方式被调谐。

9.根据条款8所述的系统，

其中，在所述RF产生器的所述第二状态期间，所述处理器被配置成，当所述RF产生器在第二参数值下操作并且所述阻抗匹配网络具有所述第一可变可测量因子时，接收在所述RF产生器的所述输出端与所述阻抗匹配网络的所述输入端之间感测到的第二测得的输入参数值；

其中所述处理器被配置成，针对所述第二状态，将所述阻抗匹配网络的所述一个或多个模型初始化为具有所述第一可变可测量因子和所述第二参数值；

其中所述处理器被配置成，当所述一个或多个模型具有所述第一可变可测量因子和所述第二参数值时，根据所述第二测得的输入参数值使用所述一个或多个模型，针对所述第二状态，来计算第二输出参数值；

其中所述处理器被配置成，使用所述第二输出参数值和所述一个或多个模型来计算第二有利的参数值，所述第二有利的参数值使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第二状态的所述反射系数是最小的；

其中所述处理器被配置成，在所述第二状态期间，控制所述RF产生器以在所述第二有利的参数值下操作；以及

其中所述处理器被配置成，在所述第二状态期间将所述阻抗匹配网络设置成具有所述第一步进可变可测量因子。

10.根据条款9所述的系统，

其中所述处理器被配置成，在所述RF产生器的所述第一状态期间，当所述RF产生器在所述第一有利的参数值下操作并且所述阻抗匹配网络具有所述第一步进可变可测量因子时，接收在所述RF产生器的所述输出端与所述阻抗匹配网络的所述输入端之间感测到的第三测得的输入参数值；

其中所述处理器被配置成，针对所述第一状态，将所述阻抗匹配网络的所述一个或多个模型初始化为具有所述第一步进可变可测量因子和所述第一有利的参数值；

其中所述处理器被配置成，在所述一个或多个模型具有所述第一步进可变可测量因子和所述第一有利的参数值时，根据所述第三测得的输入参数值使用所述一个或多个模型，针对所述第一状态，来计算第三输出参数值；

其中所述处理器被配置成，使用所述第三输出参数值和所述一个或多个模型来计算用于所述第一状态的另外的最优可变可测量因子，所述另外的最优可变可测量因子使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第一状态的所述反射系数和用于所述第二状态的所述反射系数的所述组合是最小的；

其中所述处理器被配置成，使用所述第三输出参数值和所述一个或多个模型计算第三有利的参数值，所述第三有利的参数值使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第一状态的所述反射系数是最小的；

其中所述处理器被配置成，在所述第一状态期间控制所述RF产生器以在所述第三有利的参数值下操作；以及

其中所述处理器被配置成，在所述第一状态期间将所述阻抗匹配网络设置成具有第二步进可变可测量因子，其中所述第二步进可变可测量因子与所述第一可变可测量因子相比更接近所述另外的最优可变可测量因子，使得所述阻抗匹配网络被针对所述第一状态以所述逐步方式调谐。

11.根据条款10所述的系统，

其中所述处理器被配置成，在所述RF产生器的所述第二状态期间，当所述RF产生器在所述第二有利的参数值下操作并且所述阻抗匹配网络具有所述第一步进可变可测量因子时，接收在所述RF产生器的所述输出端与所述阻抗匹配网络的所述输入端之间感测到的第四测得的输入参数值；

其中所述处理器被配置成，针对所述第二状态，将所述阻抗匹配网络的所述一个或多个模型初始化为具有所述第一步进可变可测量因子和所述第二有利的参数值；

其中所述处理器被配置成，当所述一个或多个模型具有所述第一步进可变可测量因子和所述第二有利的参数值时，根据所述第四测得的输入参数值使用所述一个或多个模型，针对所述第二状态，来计算第四输出参数值；

其中所述处理器被配置成，使用所述第四输出参数值和所述一个或多个模型来计算第四有利的参数值，所述第四有利的参数值使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第二状态的所述反射系数是最小的；

其中所述处理器被配置成，在所述第二状态期间，在所述第四有利的参数值下操作所述RF产生器；以及

其中所述处理器被配置成，在所述第二状态期间将所述阻抗匹配网络设置成具有所述第二步进可变可测量因子。

12.根据条款8所述的系统，其中在所述第一状态期间，所述RF产生器的功率电平高于所述RF产生器在所述第二状态期间的功率电平。

13.根据条款8所述的系统，其中所述一个或多个模型是计算机生成的模型，其中所述一个或多个模型包括RF传输线的模型和RF电缆的模型。

14.根据条款8所述的系统，其中，为了根据所述第一测得的输入参数值使用所述一个或多个模型，针对所述第一状态，来计算第一输出参数值，所述处理器被配置成：经由所述一个或多个模型的电路元件正向传导所述第一测得的输入参数值以产生所述第一输出参数值，

其中，为了使用所述第一输出参数值和所述一个或多个模型来计算用于所述第一状态的所述最优可变可测量因子，所述最优可变可测量因子使得在所述一个或多个模型的输入端处的用于所述第一状态的所述反射系数和用于所述第二状态的所述反射系数的所述组合是最小的，所述处理器被配置成：给定所述第一输出参数值和所述一个或多个模型来求解所述最优可变可测量因子，使得所述组合是最小的，

其中，为了使用所述第一输出参数值和所述一个或多个模型计算所述第一有利的参数值，所述处理器被配置成：给定所述第一输出参数值和所述一个或多个模型来求解所述第一有利的参数值，所述第一有利的参数值使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第一状态的所述反射系数是最小的。

15.一种用于以逐步方式调谐阻抗匹配网络的系统，其包括：

具有输出端的射频(RF)产生器；

阻抗匹配网络，其连接到所述RF产生器的所述输出端；

等离子体室，其经由RF传输线连接到所述阻抗匹配网络；以及

耦合到所述RF产生器的处理器，

其中所述处理器被配置成，在所述RF产生器的第一状态期间，当所述RF产生器在第一参数值下操作并且所述阻抗匹配网络具有第一可变可测量因子时，接收在所述RF产生器的输出端与所述阻抗匹配网络的输入端之间感测到的第一测得的输入参数值，

其中，所述处理器被配置成，针对所述第一状态，将一个或多个模型初始化为具有所述第一可变可测量因子和所述第一参数值，其中所述一个或多个模型包括所述阻抗匹配网络的模型，

其中所述处理器被配置成，当所述一个或多个模型具有所述第一可变可测量因子和所述第一参数值时，根据所述第一测得的输入参数值使用所述一个或多个模型，针对所述第一状态，来计算第一输出参数值，

其中所述处理器被配置成，使用所述第一输出参数值和所述一个或多个模型来计算用于所述第一状态的最优可变可测量因子，所述最优可变可测量因子使得在所述一个或多个模型的输入端处的用于所述第一状态的反射系数和用于第二状态的反射系数的组合是最小的；

其中所述处理器被配置成，使用所述第一输出参数值和所述一个或多个模型计算第一有利的参数值，所述第一有利的参数值使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第一状态的所述反射系数是最小的；

其中所述处理器被配置成，在所述第一状态期间控制所述RF产生器以在所述第一有利的参数值下操作；以及

其中所述处理器被配置成，在所述第一状态期间将所述阻抗匹配网络设置成具有第一步进可变可测量因子，其中所述第一步进可变可测量因子与所述第一可变可测量因子相比更接近所述最优可变可测量因子，使得所述阻抗匹配网络针对所述第一状态以逐步方式被调谐。

16.根据条款15所述的系统，其还包括：

其中，在所述RF产生器的所述第二状态期间，所述处理器被配置成，当所述RF产生器在第二参数值下操作并且所述阻抗匹配网络具有所述第一可变可测量因子时，接收在所述RF产生器的所述输出端与所述阻抗匹配网络的所述输入端之间感测到的第二测得的输入参数值；

其中所述处理器被配置成，针对所述第二状态，将所述阻抗匹配网络的所述一个或多个模型初始化为具有所述第一可变可测量因子和所述第二参数值；

其中所述处理器被配置成，当所述一个或多个模型具有所述第一可变可测量因子和所述第二参数值时，根据所述第二测得的输入参数值使用所述一个或多个模型，针对所述第二状态，来计算第二输出参数值；

其中所述处理器被配置成，使用所述第二输出参数值和所述一个或多个模型来计算第二有利的参数值，所述第二有利的参数值使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第二状态的所述反射系数是最小的；

其中所述处理器被配置成，在所述第二状态期间，控制所述RF产生器以在所述第二有利的参数值下操作；以及

其中所述处理器被配置成，在所述第二状态期间将所述阻抗匹配网络设置成具有所述第一步进可变可测量因子。

17.根据条款16所述的系统，

其中所述处理器被配置成，在所述RF产生器的所述第一状态期间，当所述RF产生器在所述第一有利的参数值下操作并且所述阻抗匹配网络具有所述第一步进可变可测量因子时，接收在所述RF产生器的所述输出端与所述阻抗匹配网络的所述输入端之间感测到的第三测得的输入参数值；

其中所述处理器被配置成，针对所述第一状态，将所述阻抗匹配网络的所述一个或多个模型初始化为具有所述第一步进可变可测量因子和所述第一有利的参数值；

其中所述处理器被配置成，在所述一个或多个模型具有所述第一步进可变可测量因子和所述第一有利的参数值时，根据所述第三测得的输入参数值使用所述一个或多个模型，针对所述第一状态，来计算第三输出参数值；

其中所述处理器被配置成，使用所述第三输出参数值和所述一个或多个模型来计算用于所述第一状态的另外的最优可变可测量因子，所述另外的最优可变可测量因子使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第一状态的所述反射系数和用于所述第二状态的所述反射系数的所述组合是最小的；

其中所述处理器被配置成，使用所述第三输出参数值和所述一个或多个模型计算第三有利的参数值，所述第三有利的参数值使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第一状态的所述反射系数是最小的；

其中所述处理器被配置成，在所述第一状态期间控制所述RF产生器以在所述第三有利的参数值下操作；以及

其中所述处理器被配置成，在所述第一状态期间将所述阻抗匹配网络设置成具有第二步进可变可测量因子，其中所述第二步进可变可测量因子与所述第一可变可测量因子相比更接近所述另外的最优可变可测量因子，使得所述阻抗匹配网络被针对所述第一状态以所述逐步方式调谐。

18.根据条款17所述的系统，

其中所述处理器被配置成，在所述RF产生器的所述第二状态期间，当所述RF产生器在所述第二有利的参数值下操作并且所述阻抗匹配网络具有所述第一步进可变可测量因子时，接收在所述RF产生器的所述输出端与所述阻抗匹配网络的所述输入端之间感测到的第四测得的输入参数值；

其中所述处理器被配置成，针对所述第二状态，将所述阻抗匹配网络的所述一个或多个模型初始化为具有所述第一步进可变可测量因子和所述第二有利的参数值；

其中所述处理器被配置成，当所述一个或多个模型具有所述第一步进可变可测量因子和所述第二有利的参数值时，根据所述第四测得的输入参数值使用所述一个或多个模型，针对所述第二状态，来计算第四输出参数值；

其中所述处理器被配置成，使用所述第四输出参数值和所述一个或多个模型来计算第四有利的参数值，所述第四有利的参数值使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第二状态的所述反射系数是最小的；

其中所述处理器被配置成，在所述第二状态期间，在所述第四有利的参数值下操作所述RF产生器；以及

其中所述处理器被配置成，在所述第二状态期间将所述阻抗匹配网络设置成具有所述第二步进可变可测量因子。

19.根据条款15所述的系统，其中在所述第一状态期间，所述RF产生器的功率电平高于所述RF产生器在所述第二状态期间的功率电平。

20.根据条款15所述的系统，其中所述一个或多个模型是计算机生成的模型，其中所述一个或多个模型包括RF传输线的模型和RF电缆的模型。

21.根据条款15所述的系统，其中，为了根据所述第一测得的输入参数值使用所述一个或多个模型，针对所述第一状态，来计算所述第一输出参数值，所述处理器被配置成：经由所述一个或多个模型的电路元件正向传导所述第一测得的输入参数值以产生所述第一输出参数值，

其中，为了使用所述第一输出参数值和所述一个或多个模型来计算用于所述第一状态的最优可变可测量因子，所述最优可变可测量因子使得在所述一个或多个模型的输入端处的用于所述第一状态的所述反射系数和用于所述第二状态的所述反射系数的所述组合是最小的，所述处理器被配置成：给定所述第一输出参数值和所述一个或多个模型来求解所述最优可变可测量因子，使得所述组合是最小的，

其中，为了使用所述第一输出参数值和所述一个或多个模型计算所述第一有利的参数值，所述处理器被配置成：给定所述第一输出参数值和所述一个或多个模型来求解所述第一有利的参数值，所述第一有利的参数值使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第一状态的所述反射系数是最小的。

根据结合附图的以下详细描述，其它方面将变得显而易见。

附图说明

通过参考结合附图的以下描述来理解实施方式。

图1是等离子体系统的实施方式的示意图，其用以说明使用模型系统生成用于状态S1的负载阻抗ZL1(S1)。

图2是模型系统的实施方式的示意图，其被初始化为具有射频RF1(S1)和可变电容C1以确定可变电容和/或射频，该可变电容和/或射频使得在模型系统的输入端的用于状态S1的电压反射系数Γ(S1)和用于状态S2的电压反射系数Γ(S2)的组合是最小的。

图3是等离子体系统的实施方式的示意图，其用以说明使用模型系统生成用于状态转变S2的负载阻抗ZL1(S2)。

图4是模型系统的实施方式的示意图，其被初始化为射频RF1(S2)和可变电容C1以确定可变电容和/或射频，该可变电容和/或射频使得在模型系统的输入端的用于状态S1的电压反射系数Γ(S1)和用于状态S2的电压反射系数Γ(S2)的组合是最小的。

图5是等离子体系统的实施方式的示意图，其用以说明使用电容值Coptimum1以产生用于状态转变S1的步进组合可变电容值(step combined variable capacitancevalue)Cstep1，以及用以说明使用值RFoptimum1(S1)@C1来产生用于状态S1的在模型系统的输出端处的负载阻抗ZL2(S1)。

图6是模型系统的实施方式的示意图，其被设置为用于状态S1的射频RFoptimum1(S1)@C1和用于状态S1的组合可变电容Cstep1以确定使得在模型系统的输入端的电压反射系数Γ(S1)和电压反射系数Γ(S2)的组合是最小的射频值和/或可变电容值。

图7是等离子体系统的实施方式的示意图，其用以说明使用电容值Coptimum1以产生用于状态S2的步进组合可变电容值Cstep1，以及使用值RFoptimum1(S2)@C1以在模型系统的输出端处产生用于状态S2的负载阻抗ZL2(S2)。

图8是模型系统的实施方式的示意图，其被设置为用于状态S2的射频值RFoptimum1(S2)@C1和用于状态S2的组合可变电容Cstep1以产生在模型系统的输入端的电压反射系数Γ(S1)和电压反射系数Γ(S2)的组合的最小值。

图9是等离子体系统的实施方式的示意图，其用以说明使用电容值Coptimum2以及使用值RFoptimum1(S1)@Cstep1以在状态S1期间处理晶片W。

图10是等离子体系统的实施方式的示意图，其用以说明使用电容值Coptimum2以及使用值RFoptimum1(S2)@Cstep1以在状态S2期间处理晶片W。

图11是用以说明在用于状态S1的电压反射系数的最小值和用于状态S2的电压反射系数的最小值之间的折衷的曲线图的实施方式。

图12是用以说明由RF产生器产生的RF信号的两种状态S1和S2的曲线图的实施方式。

图13是用以说明由RF产生器产生的RF信号的多于两种的状态的曲线图的实施方式。

具体实施方式

以下实施方式描述了针对射频(RF)产生器的多个状态以逐步方式调谐阻抗匹配网络的系统和方法。显然，可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践这些实施方式。在其他情况下，没有详细描述公知的处理操作，以免不必要地使这些实施方式难以理解。

图1是等离子体系统100的实施方式的示意图，其用以说明使用模型系统102产生用于状态S1的负载阻抗ZL1(S1)。等离子体系统100包括射频(RF)产生器104、阻抗匹配网络106和等离子体室108。等离子体系统100包括主计算机系统110、驱动组件112和一个或多个连接机构114。

等离子体室108包括上电极116、卡盘118和晶片W。上电极116面向卡盘118并且接地，例如耦合到参考电压，耦合到零电压，耦合到负电压等。卡盘118的示例包括静电卡盘(ESC)和磁性卡盘。卡盘118的下电极由金属制成，例如由阳极氧化铝、铝合金等制成。在多种实施方式中，卡盘118的下电极是由陶瓷层覆盖的薄金属层。此外，上电极116由金属(例如铝、铝合金等)制成。在一些实施方式中，上电极116由硅制成。上电极116定位成与卡盘118的下电极相对并面对卡盘118的下电极。晶片W放置在卡盘118的顶表面120上，以供处理，例如，在晶片W上沉积材料，或清洁晶片W，或在晶片W上沉积蚀刻层，或对晶片W进行掺杂，或在晶片W上注入离子，或在晶片W上形成光刻图案，或蚀刻晶片W，或溅射晶片W，或它们的组合。

在一些实施方式中，等离子体室108使用附加部件形成，例如，围绕上电极116的上电极延伸部、围绕卡盘118的下电极的下电极延伸部、介于上电极电极116和上电极延伸部之间的介电环、介于下电极和下电极延伸部之间的介电环、位于上电极116和卡盘118的边缘处以围绕等离子体室108内的形成等离子体的区域的约束环等等。

阻抗匹配网络106包括相互耦合的一个或多个电路部件，例如一个或多个电感器、或一个或多个电容器、或一个或多个电阻器、或它们的组合或它们中的两者或多者等等。例如，阻抗匹配网络106包括串联电路，该串联电路包括与电容器串联耦合的电感器。阻抗匹配网络106还包括连接到串联电路的并联电路。并联电路包括与电感器串联连接的电容器。阻抗匹配网络106包括一个或多个电容器，并且该一个或多个电容器(例如，所有可变电容器等)的对应电容是可变的，例如使用驱动组件等来改变。阻抗匹配网络106包括一个或多个具有固定电容的电容器，例如其不能使用驱动组件112等改变。阻抗匹配网络106的一个或多个可变电容器的组合可变电容是值C1。例如，将一个或多个可变电容器的对应的相对定位的板调节到处于固定位置以设置可变电容C1。在具有申请No.14/245,803的专利申请中提供了阻抗匹配网络106的示例。

在一些实施方式中，模型系统102包括阻抗匹配网络106的计算机生成的模型。例如，模型系统102由主计算机系统110的处理器134生成。匹配网络模型从阻抗匹配网络106的分支导出，例如，表示阻抗匹配网络106的分支等。例如，当x兆赫兹(MHz)RF产生器连接到阻抗匹配网络106的分支电路时，匹配网络模型表示阻抗匹配网络106的分支电路的电路，例如是该分支电路的电路的计算机生成的模型等等。又例如，匹配网络模型不具有数量与阻抗匹配网络106的电路部件的数量相同的电路部件。

在一些实施方式中，相比于阻抗匹配网络106的电路部件的数量，匹配网络模型具有较少数量的电路元件。例如，匹配网络模型是阻抗匹配网络106的分支电路的简化形式。又例如，阻抗匹配网络106的分支电路的多个可变电容器的可变电容被组合成由匹配网络模型的一个或多个可变电容元件表示的组合可变电容，阻抗匹配网络106的分支电路的多个固定电容器的固定电容组合成由匹配网络模型的一个或多个固定电容元件表示的组合固定电容，和/或阻抗匹配网络106的分支电路的多个固定电感器的电感组合成由匹配网络模型的一个或多个电感元件表示的组合电感，和/或阻抗匹配网络106的分支电路的多个电阻器的电阻组合成由匹配网络模型的一个或多个电阻元件表示的固定电阻。又例如，串联的电容器的电容通过以下方式组合：求每个电容的倒数以产生多个电容倒数，对该多个电容倒数求和以产生组合电容倒数，以及通过求组合电容倒数的倒数以产生组合电容。举另一示例而言，将串联连接的电感器的多个电感求和以产生组合电感，并且串联的电阻器的多个电阻被组合以产生组合电阻。阻抗匹配网络106的分支电路的所有固定电容器的所有固定电容被组合成匹配网络模型的一个或多个固定电容元件的组合固定电容。匹配网络模型的其他示例在具有申请No.14/245,803的专利申请中提供。此外，在具有申请No.14/245,803的专利申请中描述了从阻抗匹配网络生成匹配网络模型的方式。

在多种实施方式中，生成每个匹配网络模型(例如，x MHz RF产生器、y MHz RF产生器和z MHz RF产生器中的每个有一个匹配网络模型)以在窄频带中操作。例如，60MHz RF产生器在窄带(例如在57和63MHz之间等)下操作。虽然在一些实施方式中，许多电路元件用于精确地对在预定范围(例如从直流(DC)功率到200MHz)内操作的阻抗匹配网络106的分支电路建模，但在若干实施方式中，使用在较窄范围内对分支电路的操作建模的简化版本，所述较窄范围例如在从以60MHz等为中心的频率的预定百分比的范围内。预定百分比范围的示例是从60MHz(1-5％)至60MHz(1+5％)。预定百分比范围的另一示例是从60MHz(1-4％)至60MHz(1+4％)。相比于阻抗匹配网络的电路部件的数量，简化版本具有较少数量的电路元件。

在一些实施方式中，匹配网络模型根据具有三个分支的阻抗匹配网络106的原理图生成，将在下文描述的x MHz RF产生器、y MHz RF产生器和z MHz RF产生器中的每一个使用一个分支。三个分支在阻抗匹配网络106的输出端140处彼此连接。该原理图最初包括不同组合的多个电感器和电容器。对于单独考虑的三个分支之一，匹配网络模型表示三个分支之一。电路元件通过输入设备添加到匹配网络模型，下面提供其示例。添加的电路元件的示例包括先前未包括在原理图中的电阻器，以解释阻抗匹配网络106的分支中的功率损耗，先前未包括在原理图中的电感器，以表示各种连接RF带的电感，以及先前未包括在原理图中的电容器，以表示寄生电容。此外，由于阻抗匹配网络106的物理尺寸，一些电路元件经由输入设备被进一步添加到原理图以表示阻抗匹配网络106的分支的传输线性质。例如，阻抗匹配网络106的分支中的一个或多个电感器的展开长度与经由一个或多个电感器传送的RF信号的波长相比不可忽略。为了解决这种影响，原理图中的电感器被分成2个或更多个电感器。此后，通过输入设备从原理图去除一些电路元件以生成匹配网络模型。

在多种实施方式中，匹配网络模型具有与阻抗匹配网络106的分支电路的拓扑(例如电路元件之间的连接、电路元件数量等)相同的拓扑。例如，如果阻抗匹配网络106的分支电路包括与电感器串联耦合的电容器，则匹配网络模型包括与电感器串联耦合的电容器。在该示例中，阻抗匹配网络106的分支电路的电感器与匹配网络模型的电感器具有相同的值，并且阻抗匹配网络106的分支电路的电容器与匹配网络模型的电容器具有相同的值。又例如，如果阻抗匹配网络106的分支电路包括与电感器并联耦合的电容器，则匹配网络模型包括与电感器并联耦合的电容器。在该示例中，阻抗匹配网络106的分支电路的电感器与匹配网络模型的电感器具有相同的值，并且阻抗匹配网络106的分支电路的电容器与模型系统102的电容器具有相同的值。又例如，匹配网络模型的电路元件与阻抗匹配网络106的电路部件具有相同的数量和相同的类型，并且匹配网络模型的在电路元件之间的连接类型与电路部件之间的连接类型相同。电路元件的类型的示例包括电阻器、电感器和电容器。连接类型的示例包括串联、并联等。

在多种实施方式中，模型系统102包括匹配网络模型和RF传输模型的组合。匹配网络模型的输入端是输入端142。RF传输模型串联连接到匹配网络模型的输出端并具有输出端144。以与匹配网络模型根据阻抗匹配网络106导出的方式类似的方式，RF传输模型根据RF传输线132导出。例如，RF传输模型具有根据RF传输线132的电感、电容和/或电阻导出的电感、电容和/或电阻。又例如，RF传输模型的电容与RF传输线132的电容匹配，RF传输模型的电感与RF传输线132的电感匹配，并且RF传输模型的电阻与RF传输线132的电阻匹配。

在一些实施方式中，模型系统102包括RF电缆模型、匹配网络模型和RF传输模型的组合。RF电缆模型的输入端是输入端142。RF电缆模型的输出端连接到匹配网络模型的输入端，并且匹配网络模型的输出端连接到RF传输模型的输入端。RF传输模型具有输出端144。RF电缆模型以与匹配网络模型从阻抗匹配网络106导出的方式类似的方式从RF电缆130导出。例如，RF电缆模型具有根据RF电缆130的电感、电容和/或电阻导出的电感、电容、和/或电阻。又例如，RF电缆模型的电容与RF电缆130的电容匹配，RF电缆模型的电感与RF电缆130的电感匹配，并且RF电缆模型的电阻与RF电缆130的电阻匹配。

此外，RF产生器104包括用于产生RF信号的RF电源122。RF产生器104包括连接到RF产生器104的输出端126的传感器124，例如复阻抗传感器、复电流和电压传感器、复反射系数传感器、复电压传感器、复电流传感器等。输出端126经由RF电缆130连接到阻抗匹配网络106的分支电路的输入端128。阻抗匹配网络106经由RF传输线132连接到等离子体室108，RF传输线132包括RF杆和围绕RF杆的RF外部导体。

驱动组件112包括驱动器(例如，一个或多个晶体管等)和电动机，并且电动机经由连接机构114连接到阻抗匹配网络106的可变电容器。连接机构114的示例包括一个或多个杆或通过齿轮彼此连接的杆等。连接机构114连接到阻抗匹配网络106的可变电容器。例如，连接机构114连接到属于经由输入端128连接到RF产生器104的分支电路的一部分的可变电容器。

应当注意，在阻抗匹配网络106包括连接到RF产生器104的分支电路中的多于一个的可变电容器的情况下，驱动组件112包括用于控制多于一个的可变电容器的单独的电动机，并且每个电动机通过相应的连接机构连接到相应的可变电容器。在这种情况下，多个连接机构被称为连接机构114。

RF产生器104是x兆赫兹(MHz)RF产生器、或者y MHz RF产生器、或者z MHz RF产生器。在一些实施方式中，x MHz RF产生器的示例包括2MHz RF产生器，y MHz RF产生器的示例包括27MHz RF产生器，z MHz RF产生器的示例包括60MHz RF产生器。在多种实施方式中，x MHz RF产生器的示例包括400kHz RF产生器，y MHz RF产生器的示例包括27MHz RF产生器，z MHz RF产生器的示例包括60MHz RF产生器。

应当注意，在等离子体系统100中使用两个RF产生器(例如x MHz RF产生器和yMHz RF产生器等)的情况下，两个RF产生器中的一个连接到阻抗匹配网络106的输入端128，并且两个RF产生器中的另一个连接到阻抗匹配网络106的另一输入端。类似地，在等离子体系统100中使用三个RF产生器(例如x MHz RF产生器、y MHz RF产生器和z MHz RF产生器等)的情况下，RF产生器中的第一个RF产生器连接到输入端128，RF产生器中的第二个RF产生器连接到阻抗匹配网络106的第二输入端，并且RF产生器中的第三个RF产生器连接到阻抗匹配网络106的第三输入端。输出端140经由阻抗匹配网络106的分支电路连接到输入端128。在使用多个RF产生器的实施方式中，输出端140经由阻抗匹配网络106的第二分支电路连接到第二输入端，并且输出端140经由阻抗匹配网络106的第三分支电路连接到第三输入端。

主计算机系统110包括处理器134和存储器装置137。存储器装置137存储模型系统102。从存储器装置137访问模型系统102以由处理器134执行。主计算机系统110的示例包括膝上型计算机、或台式计算机、或平板、或智能电话等。如本文所使用的，代替使用处理器，使用中央处理单元(CPU)、控制器、专用集成电路(ASIC)、或可编程逻辑器件(PLD)，并且这些术语在本文中可互换使用。存储器装置的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、硬盘、易失性存储器、非易失性存储器、冗余阵列存储盘、闪存等。传感器124经由网络电缆136连接到主计算机系统110。这里使用的网络电缆的示例是用于以串联方式、或以并联方式、或者使用通用串行总线(USB)协议等传输数据的电缆。

在状态S1期间，RF产生器104在射频RF1(S1)下操作。例如，处理器134提供包括用于状态S1的射频电平RF1(S1)和功率电平的配方给RF产生器104。RF产生器104在两个状态S1和S2之间操作。在状态S1期间，RF信号具有比在状态S2期间的RF信号的功率电平大的功率电平(例如，一个或多个功率量、该一个或多个功率量的均方根功率量、RF信号的包络的功率电平等)。类似地，在状态S1期间，RF信号具有大于或小于在状态S2期间的RF信号的频率电平的频率电平(例如，一个或多个频率量、该一个或多个频率量的均方根频率量、RF信号的包络的频率电平等)。状态S1在这里被称为高状态，而状态S2在这里被称为低状态。

在一些实施方式中，在状态S2期间，RF信号具有比在状态S1期间的RF信号的功率电平大的功率电平。类似地，在这些实施方式中，在状态S2期间，RF信号具有大于或小于在状态S1期间的RF信号的频率电平的频率电平(例如，一个或多个频率量、该一个或多个频率量的均方根频率量等)。在这些实施方式中，状态S1在这里被称为低状态，而状态S2在这里被称为高状态。

在多种实施方式中，在状态S2期间，RF信号具有与在状态S1期间的RF信号的功率电平相等的功率电平。

在使用多个RF产生器的一些实施方式中，由这些RF产生器中的第一RF产生器产生的RF信号的状态S1比由该第一RF产生器产生的RF信号的状态S2具有较高的功率电平。此外，由这些RF产生器中的第二RF产生器产生的RF信号的状态S2比由该第二RF产生器产生的RF信号的状态S1具有较高的功率电平。此外，类似地，在这些实施方式中，由第一RF产生器产生的RF信号的状态S1比由第一RF产生器产生的RF信号的状态S2具有较高或较低的频率电平。此外，由第二RF产生器产生的RF信号的状态S2比由第二RF产生器产生的RF信号的状态S1具有较高或较低的频率电平。

在多种实施方式中，在状态S2期间的RF信号的频率电平大于还是小于在状态S1期间的RF信号的频率电平与在状态S2期间的RF信号的功率电平是大于还是小于在状态S1期间的RF信号的功率电平无关。

在一些实施方式中，如本文所使用的电平(例如，频率电平、功率电平等)包括一个或多个值，以及第一状态(例如状态S1、状态S2等)的电平具有不同于与第一状态不同的第二状态(例如，状态S1、状态S2等)的电平的值的值。例如，在状态S1期间的RF信号的功率值中没有一个与状态S2期间的RF信号的功率值相同。举另一示例而言，在状态S1期间的RF信号的频率值中没有一个与在状态S2期间的RF信号的频率值相同。

在若干实施方式中，状态转变指的是RF信号的两个频率电平之间的转变。例如，状态转变ST1是从RF信号的状态S1的一种频率电平转变到RF信号的状态S2的另一频率电平。又例如，状态转变ST2是从RF信号的状态S2的另一频率水平到RF信号的状态S1的频率电平的转变。

在多种实施方式中，RF产生器104从处理器134或从主计算机系统110内的时钟源(例如，振荡器等)接收时钟信号，并且与时钟信号同步地在状态S1和S2交替。举例而言，当时钟信号脉冲为高时，RF产生器104产生具有状态S1的RF信号，并且当时钟信号为低时，RF产生器104产生具有状态S2的RF信号。RF产生器104经由连接到RF产生器104和主计算机系统110的网络电缆138接收配方，并且RF产生器104的数字信号处理器(DSP)向RF电源122提供配方。RF电源122生成具有射频RF1(S1)和配方中所描述的功率电平的RF信号。

阻抗匹配网络106被初始化为具有组合可变电容C1。例如，处理器134向驱动组件112的驱动器发送信号以产生一个或多个电流信号。一个或多个电流信号由驱动器产生并被发送到驱动组件112的相应的一个或多个电动机的相应的一个或多个定子。驱动组件112的与相应的一个或多个定子电场连接的一个或多个转子旋转以移动连接机构114，从而将阻抗匹配网络106的分支电路的组合可变电容改变为C1。具有组合可变电容C1的阻抗匹配网络106的分支电路经由输入端128和RF电缆130从输出端126接收具有射频RF1(S1)的RF信号，并且使连接到阻抗匹配网络106的负载的阻抗与连接到阻抗匹配网络106的源的阻抗匹配以产生属于RF信号的经修改的信号，经修改的信号是RF信号。负载的示例包括等离子体室108和RF传输线132。源的示例包括RF电缆130和RF产生器104。经修改的信号从阻抗匹配网络106的分支电路的输出端140经由RF传输线132提供到卡盘118。当经修改的信号结合一种或多种处理气体(例如，含氧气体、含氟气体等)提供给卡盘118时，在卡盘118和上电极116之间的间隙中产生或保持等离子体。

在产生具有射频RF1(S1)的RF信号，并且阻抗匹配网络106具有组合可变电容C1时，传感器124感测在输出端126处的电压反射系数Γmi1(S1)并且通过网络电缆136将电压反射系数提供给处理器134。电压反射系数的示例包括从等离子体室108朝向RF产生器104反射的电压与在由RF产生器104产生的RF信号内提供的电压的比率。处理器134根据电压反射系数Γmi1(S1)计算阻抗Zmi1(S1)。例如，处理器134通过应用等式(1)以及求解Zmi1(S1)来计算阻抗Zmi1(S1)，等式(1)为Γmi1(S1)＝(Zmi1(S1)–Zo)/(Zmi1(S1)+Zo)，其中Zo是RF传输线132的特性阻抗。阻抗Zo经由输入设备(鼠标、键盘、触笔、键盘、按钮、触摸屏等)提供给处理器134，该输入设备经由例如串行接口、并行接口、USB接口等输入/输出接口连接到处理器134。在一些实施方式中，传感器124测量阻抗Zmi1(S1)并通过网络电缆136将阻抗Zmi1(S1)提供给处理器134。

阻抗Zmi1(S1)由处理器134应用到模型系统102的输入端142，并且经由模型系统102正向传导以计算在模型系统102的输出端144的负载阻抗ZL1(S1)。模型系统102被初始化以具有组合可变电容C1和射频值RF1(S1)。例如，阻抗Zmi1(S1)由处理器134经由模型系统102的一个或多个电路元件正向传导，以生成负载阻抗ZL1(S1)。举例而言，模型系统102被初始化为具有射频RF1(S1)和组合可变电容C1。当模型系统102包括电阻元件、电感元件、固定电容元件和可变电容元件的串联组合时，处理器134计算在模型系统102的输入端142接收的阻抗Zmi1(S1)、跨电阻元件的复阻抗、跨电感元件的复阻抗、以及跨具有可变电容C1的可变电容元件的复阻抗、和跨固定电容元件的复阻抗的定向和，以产生负载阻抗ZL1(S1)。

在多种实施方式中，代替测量在输出端126处的电压反射系数，在从输出端126到输入端128并包括输出端126和输入端128的RF电缆130上的任何点处测量电压反射系数。例如，传感器124连接到RF电源122和阻抗匹配网络106之间的点，以测量电压反射系数。

图2是模型系统102的实施方式的示意图，其被初始化为具有射频RF1(S1)和可变电容C1以确定可变电容和/或射频，该可变电容和/或射频使得在输入端142的用于状态S1的电压反射系数Γ(S1)和用于状态S2的电压反射系数Γ(S2)的组合是最小的。电压反射系数Γ(S1)和Γ(S2)的组合的示例包括AΓ(S1)+BΓ(S2)，其中A和B是由处理器134经由输入设备接收的预定的系数。在一些实施方式中，B的值是(1-A)。电压反射系数Γ(S1)和Γ(S2)的组合的另一示例包括比由处理器134经由输入设备接收的预定值小的电压反射系数Γ(S1)和属于电压反射系数Γ(S2)的多个值中的最小值的电压反射系数Γ(S2)。

处理器134根据负载阻抗ZL1(S1)和模型系统102计算射频值RFoptimum1(S1)和组合可变电容值Coptimum1，对于该射频值RFoptimum1(S1)和组合可变电容值Coptimum1，电压反射系数Γ(S1)和Γ(S2)在输入端142处的电压反射系数Γ(S1)和Γ(S2)的组合的多个值中是最小的。例如，处理器134经由被初始化为具有射频RF1(S1)和可变电容C1的模型系统102反向传导负载阻抗ZL1(S1)，以确定产生用于状态S1的输入阻抗Z(S1)和用于状态S2的Z(S2)的射频值RFoptimum1(S1)和组合可变电容值Coptimum1。对于输入阻抗Z(S1)和Z(S2)的组合，电压反射系数Γ(S1)和Γ(S2)的组合是最小的。处理器134根据输入阻抗Z(S1)通过应用等式(2)来产生电压反射系数Γ(S1)，等式(2)为：Γ(S1)＝(Z(S1)–Zo)/(Z(S1)+Zo)，并且处理器134根据输入阻抗Z(S2)通过应用等式(3)来产生电压反射系数Γ(S2)，其中等式(3)为：Γ(S2)＝(Z(S2)–Zo)/(Z(S2)+Zo)。反向传导与正向传导相同，除了反向传导与正向传导的方向相反之外。

举另一示例而言，处理器134将应用到模型系统102的射频值从RFoptimum1(S1)改变到RFoptimumM(S1)，并且改变模型系统102的电容值，并反向传导负载阻抗ZL1(S1)来求解和确定射频RFoptimum1(S1)和可变电容值Coptimum1，射频RFoptimum1(S1)和可变电容值Coptimum1使得在输入端142处的电压反射系数Γ(S1)和Γ(S2)的组合是最小的，其中M是大于1的整数。例如，当模型系统102具有射频值RFoptimum1(S1)和可变电容Coptimum1时，处理器134经由模型系统102反向传导负载阻抗ZL1(S1)，以确定输入端142处的电压反射系数Γ(S1)和Γ(S2)的组合具有第一值。此外，在该示例中，当模型系统102具有射频RFoptimum2(S1)和可变电容C1时，处理器134经由模型系统102反向传导负载阻抗ZL1(S1)以确定在输入端142处的电压反射系数Γ(S1)和Γ(S2)的组合具有第二值。处理器134确定第一值是第一值和第二值中的最小值，以进一步确定RFoptimum1(S1)是射频值，并且Coptimum1是可变组合电容值，从而使得电压反射系数Γ(S1)和Γ(S2)的组合是最小的。

在一些实施方式中，由处理器134执行非线性最小二乘优化例程以根据负载阻抗ZL1(S1)和模型系统102求解和计算使得电压反射系数Γ(S1)和Γ(S2)的组合为最小的射频值RFoptimum1(S1)和组合可变电容值Coptimum1。在多种实施方式中，预定等式由处理器134应用以根据负载阻抗ZL1(ST1)n和模型系统102求解和计算使得电压反射系数Γ(S1)和Γ(S2)的组合为最小的射频值RFoptimum1(S1)和组合可变电容值Coptimum1。

另外，处理器134将应用到模型系统102的射频值从RFoptimum1(S1)@C1改变到RFoptimumN(S1)@C1，并且反向传导负载阻抗ZL1(S1)来求解和确定射频RFoptimum1(S1)@C1，使得在输入端142处的电压反射系数Γ(S1)是最小的，其中N是大于1的整数。例如，当模型系统102具有射频值RFoptimum1(S1)@C1时，处理器134经由被初始化为具有可变电容C1的模型系统102反向传导负载阻抗ZL1(S1)，以确定电压反射系数Γ(S1)具有第一值。此外，在该示例中，当模型系统102具有射频RFoptimum2(S1)@C1时，处理器134经由被初始化为具有可变电容C1的模型系统102反向传导负载阻抗ZL1(S1)以确定电压反射系数Γ(S1)具有第二值。处理器134确定第一值是第一值和第二值中的最小值，以进一步确定RFoptimum1(S1)是使得电压反射系数Γ(S1)为最小的射频值。在一些实施方式中，使用非线性最小二乘优化例程以找到使得电压反射系数Γ(S1)为最小的射频值RFoptimum1(S1)@C1。

在多种实施方式中，使得电压反射系数Γ(S1)和Γ(S2)的组合为最小的射频的值在这里被称为有利的RF值。

在若干实施方式中，在使用图2描述的方法中不计算射频值RFoptimum1(S1)。

在一些实施方式中，RF值在本文中有时被称为“参数值”。此外，电容在本文中有时被称为“可测量因子”。此外，反射系数的值(例如电压反射系数等)和阻抗的值是参数值的示例。

图3是等离子体系统100的实施方式的示意图，其用以说明使用模型系统102产生用于状态S2的负载阻抗ZL1(S2)。在状态S2期间，RF产生器104在射频RF1(S2)下操作，并且晶片W放置在顶表面120上以供处理。例如，处理器134向RF产生器104提供包括射频电平RF1(S2)和用于状态S2的功率电平的配方。RF产生器104经由连接到RF产生器104和主计算机系统110的网络电缆138接收配方，并且RF产生器104的DSP向RF电源122提供配方。RF电源122生成具有射频频率RF1(S2)和配方中所描述的功率电平的RF信号。

阻抗匹配网络106被初始化为具有组合可变电容C1。阻抗匹配网络106的具有组合可变电容C1的分支电路经由输入端128和RF电缆130从输出端126接收具有射频值RF1(S2)的RF信号，并且使连接到阻抗匹配网络106的负载的阻抗与连接到阻抗匹配网络106的源的阻抗匹配以产生经修改的信号。在状态S2期间，经修改的信号从阻抗匹配网络106的分支电路的输出端140经由RF传输线132提供给卡盘118。当经修改的信号结合一种或多种处理气体提供给卡盘118时，在卡盘118和上电极116之间的间隙中产生或保持等离子体。

当在状态S2期间产生具有射频RF1(ST2)的RF信号，并且阻抗匹配网络106具有组合可变电容C1时，传感器124感测在输出端126处的电压反射系数Γmi1(S2)并且通过网络电缆136将该电压反射系数提供给处理器134。处理器134根据电压反射系数Γmi1(S2)计算阻抗Zmi1(S2)。例如，处理器134通过应用等式(4)并求解Zmi1(S2)来计算阻抗Zmi1(S2)，等式(4)为：Γmi1(S2)＝(Zmi1(S2)–Zo)/(Zmi1(S2)+Zo)。在一些实施方式中，传感器124测量阻抗Zmi1(S2)并通过网络电缆136将阻抗Zmi1(S2)提供给处理器134。

阻抗Zmi1(S2)由处理器134应用到模型系统102的输入端142，并且经由模型系统102正向传导以计算在模型系统102的输出端144的负载阻抗ZL1(S2)。例如，阻抗Zmi1(S2)通过处理器134经由模型系统102的一个或多个电路元件正向传导以产生负载阻抗ZL1(S2)。举例而言，模型系统102被初始化以具有射频RF1(S2)和可变电容C1。当模型系统102包括电阻元件、电感元件、固定电容元件和可变电容元件的串联组合时，处理器134计算在模型系统102的输入端142接收的阻抗Zmi1(S2)、跨电阻元件的复阻抗、跨电感元件的复阻抗、以及跨具有可变电容C1的可变电容元件的复阻抗、和跨固定电容元件的复阻抗的定向和，以在输出端144产生负载阻抗ZL1(S2)。

图4是模型系统102的实施方式的示意图，其被初始化为具有射频RF1(S2)和可变电容C1以产生可变电容和/或射频值，该可变电容和/或射频值使得在输入端142的用于状态S1的电压反射系数Γ(S1)和用于状态S2的电压反射系数Γ(S2)的组合是最小的。处理器134根据负载阻抗ZL1(S2)和模型系统102计算射频值RFoptimum1(S2)，对于该射频值RFoptimum1(S2)，电压反射系数Γ(S1)和Γ(S2)在电压反射系数Γ(S1)和Γ(S2)的组合的多个值中是最小的。例如，处理器134经由模型系统102反向传导负载阻抗ZL1(S2)，以确定产生电压反射系数Γ(S1)和Γ(S2)的组合的射频值RFoptimum1(S2)。对于输入阻抗Z(S1)和Z(S2)的组合，电压反射系数Γ(S1)和Γ(S2)的组合是最小的。举另一示例而言，处理器134将应用到模型系统102的射频值从RFoptimum1(S2)改变到RFoptimumO(S2)，并且反向传导负载阻抗ZL1(S2)来确定射频RFoptimum1(S2)，射频RFoptimum1(S2)使得电压反射系数Γ(S1)和Γ(S2)的组合是最小的，其中O是大于1的整数。例如，当模型系统102具有射频RFoptimum1(S2)时，处理器134经由具有可变电容C1的模型系统102反向传导负载阻抗ZL1(S2)，以确定电压反射系数Γ(S1)和Γ(S2)的组合具有第一值。此外，在该示例中，当模型系统102具有射频RFoptimum2(S2)时，处理器134经由具有可变电容C1的模型系统102反向传导负载阻抗ZL1(S2)以确定电压反射系数Γ(S1)和Γ(S2)的组合具有第二值。处理器134确定第一值是第一值和第二值中的最小值，以进一步确定RFoptimum1(S2)是使得电压反射系数Γ(S1)和Γ(S2)的组合在输入端142为最小的射频值。

在一些实施方式中，在使用图4描述的方法中没有计算射频值RFoptimum1(S2)。

在一些实施方式中，由处理器134执行非线性最小二乘优化例程以根据负载阻抗ZL1(S2)和模型系统102计算使得电压反射系数Γ(S1)和Γ(S2)的组合在输入端142为最小的射频值RFoptimum1(S2)。在多种实施方式中，预定等式由处理器134应用以根据负载阻抗ZL1(S2)和模型系统102计算使得电压反射系数Γ(S1)和Γ(S2)的组合在输入端142为最小的射频值RFoptimum1(S2)。

另外，处理器134将应用到模型系统102的射频值从RFoptimum1(S2)@C1改变到RFoptimumP(S2)@C1，并且反向传导负载阻抗ZL1(S2)以确定使得在输入端142处的电压反射系数Γ(S2)为最小的射频RFoptimum1(S2)@C，其中P是大于1的整数。例如，当模型系统102具有射频值RFoptimum1(S2)@C1时，处理器134经由具有可变电容C1的模型系统102反向传导负载阻抗ZL1(S1)，以确定电压反射系数Γ(S2)具有第一值。此外，在该示例中，当模型系统102具有射频RFoptimum2(S2)@C1时，处理器134经由具有可变电容C1的模型系统102反向传导负载阻抗ZL1(S2)以确定电压反射系数Γ(S2)具有第二值。处理器134确定第一值是第一值和第二值中的最小值，以进一步确定RFoptimum1(S2)@C1是使得电压反射系数Γ(S2)为最小的射频值。在一些实施方式中，使用非线性最小二乘优化例程以找到使得电压反射系数Γ(S2)在输入端具有最小值的射频值RFoptimum1(S2)@C1。

在一些实施方式中，参考图3和图4描述的状态S2与参考图1和图2描述的状态S1是连续的。例如，在使用图1和图2描述的状态S1与使用图3和图4描述的状态S2之间没有状态。

图5是等离子体系统100的实施方式的示意图，其用以说明使用电容值Coptimum1以产生用于状态S1的步进组合可变电容值Cstep1，以及用以说明使用值RFoptimum1(S1)@C1来产生用于状态S1的在模型系统102的输出端144处的负载阻抗ZL2(S1)。处理器134修改用于状态S1的配方以包括射频值RFoptimum1(S1)@C1并且向RF产生器104提供射频值RFoptimum1(S1)@C1。此外，处理器134确定用于状态S1的步进可变电容值Cstep1。步进可变电容值Cstep1是从值C1开始在值Coptimum1的方向上的步长。应当注意，当修改阻抗匹配网络106的对应的一个或多个可变电容器的一个或多个电容以从C1改变成Coptimum1时，一个或多个可变电容器相对于在由RF产生器104产生的RF信号的RF频率中的变化足够慢地移动。

替代将阻抗匹配网络106的组合可变电容设置为值Coptimum1，并且替代将RF产生器104设置成产生具有射频RFoptimum1(S1)的RF信号，处理器134控制驱动组件112，使得阻抗匹配网络106的组合可变电容被设置为值Cstep1，并且控制RF产生器104以在射频RFoptimum1(S1)@C1下操作。阻抗匹配网络106获得可变电容Coptimum1所花的时间比由RF产生器104产生具有射频RFoptimum1(S1)的RF信号所花的时间长(例如，约几秒等)。例如，RF产生器104根据射频RF1(S1)获得射频RFoptimum1(S1)花费的时间在微秒的量级。结果，难以在根据值RF1(S1)获得值RFoptimum1(S1)的同时根据值C1直接获得值Coptimum1使得在RF产生器104的输出端126的电压反射系数Γ(S1)和Γ(S2)的组合是最小的。因此，在状态S1期间，在朝向可变电容Coptimum1的方向上，按步长(例如Cstep1等)调整阻抗匹配网络106的可变电容。

对于射频RFoptimum1(S1)@C1和可变电容Cstep1，RF产生器104产生具有射频RFoptimum1(S1)@C1的RF信号，其经由阻抗匹配网络106传递以生成经修改的信号，该经修改的信号被提供给卡盘118的下电极。当RF产生器104生成具有射频RFoptimum1(S1)@C1的RF信号并且组合可变电容为Cstep1时，传感器124测量在输出端126处的电压反射系数Γmi2(S1)，并且处理器134以与如上所述根据电压反射系数Γmi1(S1)产生阻抗值Zmi1(S1)的方式相同的方式，根据电压反射系数Γmi2(S1)生成阻抗Zmi2(S1)。此外，当模型系统102被设置为具有用于状态S1的射频值RFoptimum1(S1)@C1和用于状态S1的组合可变电容Cstep1时，阻抗Zmi2(S1)通过模型系统102正向传导，以便以与根据在模型系统102的输入端142处的阻抗Zmi1(S1)在输出端144处生成负载阻抗ZL1(S1)的方式相同的方式在模型系统102的输出端144生成负载阻抗ZL2(S1)。

在多种实施方式中，与组合可变电容C1相比，组合可变电容Cstep1更接近于组合可变电容Coptimum1。例如，组合可变电容Cstep1大于组合可变电容C1，并且组合可变电容Coptimum1大于组合可变电容Cstep1。举另一示例而言，组合可变电容Cstep1小于组合可变电容C1，并且组合可变电容Coptimum1小于组合可变电容Cstep1。

图6是模型系统102的实施方式的示意图，其被设置为用于状态S1的射频RFoptimum1(S1)@C1和用于状态S1的组合可变电容Cstep1以确定使得在输入端142的电压反射系数Γ(S1)和电压反射系数Γ(S2)的组合为最小的射频值和/或可变电容值。例如，处理器134将射频RFoptimum1(S1)@C1和组合可变电容Cstep1应用于模型系统102。举另一示例而言，处理器134将模型系统102的参数值设置为具有射频的值RFoptimum1(S1)@C1和组合可变电容的值Cstep1。处理器134以与上述用于计算组合可变电容Coptimum1的方式相同的方式，根据负载阻抗ZL2(S1)和模型系统102计算使得在输入端142处的电压反射系数Γ(S1)和Γ(S2)的组合为最小的组合可变电容值Coptimum2。

另外，处理器134将应用到模型系统102的射频值从RFoptimum1(S1)@Cstep1改变到RFoptimumQ(S1)@Cstep1，并且经由模型系统102反向传导负载阻抗ZL2(S1)以确定使得电压反射系数Γ(S1)为最小的射频RFoptimum1(S1)@Cstep1，其中Q是大于1的整数。例如，处理器134经由被设置为可变电容Cstep1和射频RFoptimum1(S1)@Cstep1的模型系统102反向传导阻抗ZL2(S1)，以确定电压反射系数Γ(S1)具有第一值。此外，在该示例中，处理器134经由被设置为具有可变电容Cstep1和射频RFoptimum2(S1)@Cstep1的模型系统102反向传导阻抗ZL2(S1)以确定电压反射系数Γ(S1)具有第二值。处理器134确定第一值是第一值和第二值中的最小值，以进一步确定RFoptimum1(S1)@Cstep1是使得电压反射系数Γ(S1)在输入端142为最小的射频值。

在一些实施方式中，参考图5和图6描述的状态S1与参考图3和图4描述的状态S2是连续的。例如，在使用图3和图4描述的状态S2与使用图5和图6描述的状态S1之间没有状态。

图7是等离子体系统100的实施方式的示意图，其用以说明使用电容值Coptimum1以产生用于状态S2的步进组合可变电容值Cstep1，以及使用值RFoptimum1(S2)@C1以在模型系统102的输出端144处产生用于状态S2的负载阻抗ZL2(S2)。处理器134修改用于状态S2的配方以包括射频值RFoptimum1(S2)@C1并且向RF产生器104提供射频值RFoptimum1(S2)@C1。此外，处理器134确定用于状态S2的步进可变电容值Cstep1将被应用于阻抗匹配网络106。

替代将阻抗匹配网络106的组合可变电容设置为值Coptimum1，并且替代将RF产生器104设置成产生具有射频RFoptimum1(S2)的RF信号，处理器134控制驱动组件112，使得阻抗匹配网络106的组合可变电容被设置为值Cstep1，并且控制RF产生器104以在射频RFoptimum1(S2)@C1下操作。阻抗匹配网络106获得可变电容Coptimum1所花的时间比由RF产生器104产生具有射频RFoptimum1(S2)的RF信号所花的时间长(例如，约几秒等)。例如，RF产生器104根据射频RF1(S2)获得射频RFoptimum1(S2)所花的时间在微秒的量级。结果，难以在根据值RF1(S2)获得值RFoptimum1(S2)的同时根据值C1直接获得值Coptimum1使得在RF产生器104的输出端126的电压反射系数Γ(S1)和Γ(S2)的组合是最小的。因此，在状态S2期间，在朝向可变电容Coptimum1的方向上，按步长(例如Cstep1等)调整阻抗匹配网络106的可变电容。

对于射频RFoptimum1(S2)@C1和可变电容Cstep1，RF产生器104产生具有射频RFoptimum1(S2)@C1的RF信号，该RF信号经由阻抗匹配网络106传递以生成经修改的信号，该经修改的信号被提供给卡盘118的下电极。当RF产生器104生成具有射频RFoptimum1(S2)@C1的RF信号并且组合可变电容为Cstep1时，传感器124测量在输出端126处的电压反射系数Γmi2(S2)，并且处理器134以与如上所述根据电压反射系数Γmi1(S1)产生阻抗值Zmi1(S1)的方式相同的方式，根据电压反射系数Γmi2(S2)生成阻抗Zmi2(S2)。此外，当模型系统102被设置为具有射频RFoptimum1(S2)@C1和可变电容Cstep1，阻抗Zmi2(S2)通过模型系统102正向传导，以便以与根据在模型系统102的输入端142处的阻抗Zmi1(S2)在输出端144处生成负载阻抗ZL1(S2)的方式相同的方式在模型系统102的输出端144生成负载阻抗ZL2(S2)。

图8是模型系统102的实施方式的示意图，其被设置为用于状态S2的射频RFoptimum1(S2)@C1和用于状态S2的组合可变电容Cstep1以产生在输入端142的电压反射系数Γ(S1)和电压反射系数Γ(S2)的组合的最小值。例如，处理器134将射频RFoptimum1(S2)@C1和组合可变电容Cstep1应用于模型系统102。举另一示例而言，处理器134将模型系统102的参数值设置为具有射频的值RFoptimum1(S2)@C1和组合可变电容的值Cstep1。处理器134将应用到模型系统102的射频值从RFoptimum1(S2)@Cstep1改变到RFoptimumR(S2)@Cstep1，并且反向传导负载阻抗ZL2(S2)以确定使得在输入端142的电压反射系数Γ(S2)为最小的射频RFoptimum1(S2)@Cstep1，其中R是大于1的整数。例如，处理器134经由具有可变电容Cstep1和射频RFoptimum1(S2)@Cstep1的模型系统102反向传导阻抗ZL2(S2)，以确定电压反射系数Γ(S2)具有第一值。此外，在该示例中，处理器134经由具有可变电容Cstep1和射频RFoptimum2(S2)@Cstep1的模型系统102反向传导阻抗ZL2(S2)以确定电压反射系数Γ(S2)具有第二值。处理器134确定第一值是第一值和第二值中的最小值，以进一步确定RFoptimum1(S2)@Cstep1是使得电压反射系数Γ(S2)在输入端142为最小的射频值。

在一些实施方式中，参考图7和图8描述的状态S2与参考图5和图6描述的状态S1是连续的。例如，在使用图5和图6描述的状态S1与使用图7和图8描述的状态S2之间没有状态。

图9是系统100的实施方式的示意图，其用以说明在状态S1期间使用电容值Coptimum2以及使用值RFoptimum1(S1)@Cstep1以处理晶片W。处理器134修改用于状态S1的配方以包括射频值RFoptimum1(S1)@Cstep1，并且向RF产生器104提供射频值RFoptimum1(S1)@Cstep1。此外，处理器134控制驱动组件112，使得阻抗匹配网络106的组合可变电容被设置为值Cstep2。应当注意，在一些实施方式中，值RFoptimum1(S1)@Cstep1与值RFoptimum1(S1)相同。此外，在一些实施方式中，组合可变电容Cstep2与组合可变电容Coptimum2相同。

在状态S1期间，当阻抗匹配网络106的组合可变电容为Cstep2时，RF产生器104产生具有射频RFoptimum1(S1)@Cstep1的RF信号。具有射频RFoptimum1(S1)@Cstep1的RF信号经由阻抗匹配网络106传递以生成经修改的信号，该信号被提供给卡盘118的下电极以用于在状态S1期间处理晶片W。

在一些实施方式中，代替根据从传感器124接收的、用于状态S1的电压反射系数(例如，Γmi1(S1)、Γmi2(S1)等)来产生用于状态S1的阻抗，例如，阻抗Zmi1(S1)、Zmi2(S1)等，处理器134接收该电压反射系数以在模型系统102的输出端144产生相应的负载电压反射系数阻抗，例如，ΓL1(S1)、ΓL2(S1)等。相应的负载电压反射系数以与用于状态S1的负载阻抗(例如ZL1(S1)、ZL2(S1)等)应用于模型系统102的输出端144的方式相同的方式应用于模型系统102的输出端144。不需要将电压反射系数转变为阻抗，反之亦然。

在多种实施方式中，与组合可变电容Cstep1相比，组合可变电容Cstep2更接近于组合可变电容Coptimum2。例如，组合可变电容Cstep2大于组合可变电容Cstep1，并且组合可变电容Coptimum2大于组合可变电容Cstep2。举另一示例而言，组合可变电容Cstep2小于组合可变电容Cstep1，并且组合可变电容Coptimum2小于组合可变电容Cstep2。

在一些实施方式中，参考图9描述的状态S1与参考图8描述的状态S2是连续的。例如，在使用图8描述的状态S2与使用图9描述的状态S1之间没有状态。

图10是等离子体系统100的实施方式的示意图，其用以说明在状态S2期间使用电容值Coptimum2以及使用值RFoptimum1(S2)@Cstep1以处理晶片W。处理器134修改用于状态S2的配方以包括射频值RFoptimum1(S2)@Cstep1，并且向RF产生器104提供射频值RFoptimum1(S2)@Cstep1。此外，处理器134控制驱动组件112，使得阻抗匹配网络106的组合可变电容被设置为值Cstep2。应当注意，在一些实施方式中，对于状态S2，值RFoptimum1(S2)@Cstep1与值RFoptimum1(S2)相同。

在状态S2期间，当阻抗匹配网络106的组合可变电容为Cstep2时，RF产生器104产生具有射频RFoptimum1(S2)@Cstep1的RF信号。具有射频RFoptimum1(S2)@Cstep1的RF信号经由阻抗匹配网络106传递以生成经修改的信号，该信号被提供给卡盘118的下电极以用于在状态S2期间处理晶片W。

在一些实施方式中，代替根据从传感器124接收的、用于状态S2的电压反射系数(例如，Γmi1(S2)、Γmi2(S2)等)来产生用于状态S2的阻抗，例如，阻抗Zmi1(S2)、Zmi2(S2)等，处理器134接收该电压反射系数以在模型系统102的输出端144产生相应的负载电压反射系数阻抗，例如，ΓL1(S2)、ΓL2(S2)等。相应的负载电压反射系数以与用于状态S2的负载阻抗(例如ZL1(S2)、ZL2(S2)等)应用于模型系统102的输出端的方式相同的方式应用于模型系统102的输出端144。不需要将电压反射系数转变为阻抗，反之亦然。

以这种方式，对于状态S1和S2，代替直接根据射频RF1(S1)应用射频RFoptimum1(S1)，代替直接根据射频RF1(S2)应用射频RFoptimum1(S2)，并且代替直接根据组合可变电容值C1应用组合可变电容值Coptimum2，可以采用步进方法，其中，第一步，将组合可变电容值Cstep1与射频值RFoptimum1(S1)@C1一起应用于状态S1，然后，第二步，将组合可变电容值Cstep1与射频RFoptimum1(S2)@C1一起应用于状态S2，接着，第三步，将组合可变电容值Cstep2与射频RFoptimum1(S1)@Cstep1一起应用于状态S1，随后，第四步，将组合可变电容值Cstep2与射频RFoptimum1(S2)@Cstep1一起应用于状态S2。例如，组合可变电容值Cstep2和射频值RFoptimum1(S1)@Cstep1的应用先于组合可变电容值Cstep2与射频RFoptimum1(S2)@Cstep1的应用。此外，组合可变电容值Cstep1与射频RFoptimum1(S2)@C1的应用先于组合可变电容值Cstep2和射频RFoptimum1(S1)@Cstep1的应用。组合可变电容值Cstep1与射频RFoptimum1(S1)@C1的应用先于组合可变电容值Cstep1与射频RFoptimum1(S2)@C1的应用。

在一些实施方式中，参考图10描述的状态S2与参考图9描述的状态S2是连续的。例如，在使用图9描述的状态S1与使用图10描述的状态S2之间没有状态。

图11是用以说明在获得用于状态S1的电压反射系数的最小值和获得用于状态S2的电压反射系数的最小值之间的折衷的曲线图1100的实施方式。曲线图1100示出难以调整四个值，例如电压反射系数Γ(S1)的实部、电压反射系数Γ(S1)的虚部、电压反射系数Γ(S2)的实部和电压反射系数Γ(S2)的虚部等，其中具有三个可变参数，例如在状态S1中的由RF产生器104产生的RF信号的RF频率、在状态S2中的由RF产生器104产生的RF信号的RF频率以及在阻抗匹配网络106内的具有组合可变电容等的可变电容器的位置。在一些实施方式中，阻抗匹配网络106具有一个具有组合可变电容的可变电容器。不存在可变电容器的位置的使得电压反射系数Γ(S1)和Γ(S2)同时为零的单个值。相反，使用折衷值，例如值AΓ(S1)+BΓ(S2)等。

曲线图1100示出了用于两种状态(例如，状态S1、状态S2等)脉冲等离子体的轮廓。轮廓是区域R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8的。每个状态具有其自己的RF频率，并且对于时钟信号的时钟周期共享组合可变电容的相同值。应用模型系统102来选取三个值，例如，由RF产生器104产生的用于状态S1的RF信号的RF频率，用于状态S2的RF信号的RF频率以及优化电压反射系数Γ(S1)和Γ(S2)的一些函数的组合可变电容等。例如，当在状态S1期间的RF信号与状态S2期间的RF信号相比具有高的功率电平时，在状态S1期间调谐RF信号，因此在模型系统102的输出端142处的0.8Γ(S1)+0.2Γ(S2)的值被最小化，其中0.8是系数A的示例，而0.2是系数(1-A)的示例。

图形1100绘制了由60MHz RF产生器针对状态S1(例如状态1等)和S2(例如，状态2等)产生的RF信号的频率与阻抗匹配网络106的组合可变电容的位置的关系。如曲线图1100所示，难以确定阻抗匹配网络106的组合可变电容，该组合可变电容使得用于状态S1的电压反射系数的最小值和用于状态S2的电压反射系数的最小值得以实现。因此，使用折衷，例如AΓ(S1)+BΓ(S2)等，而不是实现用于状态S1的电压反射系数的最小值和用于状态S2的电压反射系数的最小值。

图12是用以说明由RF产生器104(图1)产生的RF信号的两种状态S1和S2的曲线图1200的实施方式。曲线图1200绘制了功率电平与时间t的关系。如曲线图1200所示，存在两种状态S1和S2。状态S1具有由RF产生器104产生的RF信号的一个RF功率电平(例如RF信号功率包络等)和/或RF信号的RF频率电平。状态S2具有由RF产生器104产生的RF信号的另一RF功率电平(与状态S1的功率电平相比)和/或RF信号的不同RF频率电平(与状态S1的频率电平相比)。在时钟信号的时钟周期期间，状态S1和S2两者共享在阻抗匹配网络106内的具有组合可变电容的可变电容器的相同值。分别测量用于状态S1和S2的阻抗，例如Zmi1(S1)、Zmi1(S2)、Zmi2(S1)、Zmi2(S2)等，并且将相应的负载阻抗(例如ZL1(S1)、ZL1(S2),ZL2(S1)、ZL2(S2)等)被单独地应用到模型系统102以选择可变电容器的折衷值，然后针对两个状态S1和S2调谐两个RF频率。

如图所示，状态S1具有功率电平P1，而状态S2具有功率电平P2。例如，功率电平P1是状态S1期间的RF信号(例如，正弦信号等)的包络，而功率电平P2是状态S2期间的RF信号的包络。举另一示例而言，在状态S2期间的RF信号的所有功率量比状态S1期间的RF信号的功率量具有较低的值。功率电平P1大于功率电平P2。

图13是用以说明由RF产生器104(图1)产生的RF信号的多于两个的状态的曲线图1300的实施方式。如曲线图1300所示，等离子体以多个RF状态(例如，S1、S2、S3、S4等)操作。设置具有组合可变电容的可变电容器的位置值随着状态数目的增加而变得更复杂，然而，在使用四种状态S1至S4的一些实施方式中，使用五个参数(例如由RF发生器104产生的RF信号的四个RF频率，四个状态中的每个状态使用一个RF频率，具有组合可变电容的可变电容器的电容值等)来最小化电压反射系数的四个值的预定函数，例如Γ(S1)、Γ(S2)、Γ(S3)、Γ(S4)等，其中Γ(S3)是在模型系统102的输入端142(图2)处的状态S3的电压反射系数，并且Γ(S4)是用于模型系统102的输入端142(图2)处的状态S4的电压反射系数。

曲线图1300绘制了功率电平与时间t的关系。RF信号具有四种状态S1、S2、S3和S4。RF信号从状态S1转变到状态S2，进一步到状态S3以及到状态S4。状态S2的功率电平P2低于状态S1的功率电平P1。状态S1的功率电平P1低于状态S3的功率电平P3，并且功率电平P3低于状态S4的功率电平P4。例如，功率电平P2是RF信号在状态S2期间的包络，功率电平P1是RF信号在状态S1期间的包络，功率电平P3是RF信号在状态S3期间的包络，并且功率电平P4是RF信号在状态S4期间的包络。

在多种实施方式中，状态S4的频率电平高于或低于状态S3的频率电平。类似地，状态S2的频率电平高于或低于状态S3的频率电平。

在多种实施方式中，状态S1的功率电平低于状态S2的功率电平。在几种实施方式中，状态S4的功率电平低于状态S3的功率电平，并且状态S4的频率电平高于或低于状态S3的频率电平。在一些实施方式中，状态S2的功率电平高于状态S3的功率电平，并且状态S2的频率电平高于或低于状态S3的频率电平。

在若干实施方式中，第一状态(例如S1、S2、S3、S4等)的功率电平大于或小于第二状态(例如S1、S2、S3、S4等)的功率电平。此外，第一状态的频率电平大于或小于第二状态的频率电平。

应当注意，相对于图1至图11所描述的上述实施方式适用于具有多于两个状态的RF信号。例如，当由RF产生器104产生具有三个状态S1、S2和S3的RF信号时，在模型系统102的输出端处的另外的负载阻抗ZL1(S3)被以与使用图1确定负载阻抗ZL1(S1)的方式相同的方式确定用于状态S3。此外，用于状态S3的RF值RFoptimum1(S3)@C1被以与使用图2确定RF值RFoptimum1(S1)@C1的方式相同的方式确定，不同的是，为了确定Coptimum1，电压反射系数Γ(S1)、电压反射系数Γ(S2)和用于状态S3的电压反射系数Γ(ST3)的组合被最小化，并且为了确定RF值RFoptimum1(S3)@C1，电压反射系数Γ(ST3)被最小化。此外，以与使用图5确定负载阻抗ZL2(S1)的方式相同的方式，针对状态S3确定在模型系统102的输出端144处的还有的另外的负载阻抗ZL2(S3)。此外，以与使用图6确定RF值RFoptimum1(S1)@Cstep1的方式相同的方式确定用于状态S3的RF值RFoptimum1(S3)@Cstep1，不同的是电压反射系数Γ(S3)被最小化。在由RF产生器产生的RF信号的状态S3期间，将RF值RFoptimum1(S3)@Cstep1应用于RF产生器104，并且将组合可变电容Cstep2应用于阻抗匹配网络106。

在多种实施方式中，使用由RF产生器104产生的RF信号的N种状态，例如8种状态、16种状态等，其中N是大于或等于2的整数。在多种实施方式中，发生N种状态的时钟信号的时钟周期与发生(N-1)种状态的时钟信号的时钟周期是相同的。例如，RF信号的两种状态在发生RF信号的三种状态的时钟信号的时钟周期的相同的时间周期内发生。

应当注意，在上述实施方式中的一些中，RF信号被提供给卡盘118的下电极，并且上电极116接地。在多种实施方式中，RF信号被施加到上电极116，并且卡盘118的下电极被接地。

本发明描述的实施方式可以用包含手持式硬件单元、微处理器系统、基于微处理器的或可编程的消费电子产品、小型计算机、大型计算机等的各种计算机系统配置来实施。本发明所描述的实施方式也可以在其中由通过计算机网络链接的远程处理硬件单元执行任务的分布式计算环境中实施。

在一些实施方式中，控制器是系统的一部分，该系统可以是上述实施例的一部分。这种系统包含半导体处理设备，该半导体处理设备包含一个或多个处理工具、一个或多个处理室、用于处理的一个或多个平台和/或具体的处理组件(晶片基座、气流系统等)。该系统可以与用于控制它们在处理半导体晶片或衬底之前、期间和之后的操作的电子器件一体化。电子器件被称为“控制器”，该控制器可以控制系统的各种元件或子部件。根据处理要求和/或系统的类型，控制器被编程以控制本发明公开的任何工艺，包含控制工艺气体输送、温度设置(例如，加热和/或冷却)、压强设置、真空设置、功率设置、射频(RF)产生器设置、RF匹配电路设置、频率设置、流速设置、流体输送设置、位置及操作设置、晶片转移进出工具和其他转移工具和/或与具体系统连接或通过接口连接的装载锁。

宽泛地讲，在多种实施方式中，控制器定义为接收指令、发布指令、控制操作、启用清洁操作、启用端点测量等等的具有各种集成电路、逻辑、存储器和/或软件的电子器件。集成电路包含存储程序指令的固件形式的芯片、DSPs、定义为专用集成电路(ASIC)的芯片、一个或多个微处理器或执行程序指令(例如，软件)的微控制器。程序指令是以各种单独设置(或程序文件)的形式发送到控制器的指令，该设置(或程序文件)定义用于在半导体晶片上或针对半导体晶片执行特定过程的操作参数。在一些实施方式中，操作参数是由工艺工程师定义的用于在制备晶片的一个或多个(种)层、材料、金属、氧化物、硅、二氧化硅、表面、电路和/或管芯期间完成一个或多个处理步骤的配方的一部分。

在一些实施方式中，控制器是与系统集成、耦合或者说是通过网络连接系统或它们的组合的计算机的一部分或者与该计算机耦合。例如，控制器在“云”中或者是晶片厂(fab)主机系统的全部或一部分，从而可以允许远程访问晶片处理。控制器启用对系统的远程访问以监测制造操作的当前进程，检查过去的制造操作的历史，检查多个制造操作的趋势或性能标准，以改变当前处理的参数，以设置处理步骤来跟随当前的处理或者开始新的工艺。

在一些实施方式中，远程计算机(例如，服务器)通过计算机网络给系统提供工艺配方，计算机网络包含本地网络或互联网。远程计算机包含允许输入或编程参数和/或设置的用户界面，该参数和/或设置然后从远程计算机传输到系统。在一些实施例中，控制器接收数据形式的用于处理晶片的指令。应当理解，设置针对将要在晶片上执行的工艺类型以及工具类型，控制器被配置成连接或控制该工具类型。因此，如上所述，控制器例如通过包含一个或多个分立的控制器而分布，这些分立的控制器通过网络连接在一起并且朝着共同的目标(例如，本文所述的实现工艺)工作。用于这些目的的分布式控制器的实施例包含与一个或多个远程集成电路(例如，在平台水平或作为远程计算机的一部分)通信的室上的一个或多个集成电路，它们结合以控制室内工艺。

在多种实施方式中，系统包含但不限于，等离子体蚀刻室、沉积室、旋转清洗室、金属电镀室、清洁室、倒角边缘蚀刻室、物理气相沉积(PVD)室、化学气相沉积(CVD)室、原子层沉积(ALD)室、原子层蚀刻(ALE)室、离子注入室、轨道室、以及在半导体晶片的制备和/或制造中关联或使用的任何其他的半导体处理系统。

应进一步指出的是，虽然上述的操作参照平行板等离子体室(例如，电容耦合等离子室等)进行描述，但在一些实施方式中，上述操作适用于其他类型的等离子体室，例如，包含感应耦合等离子体(ICP)反应器的等离子体室，变压器耦合等离子体(TCP)反应器，导体工具，电介质工具，包含电子回旋共振(ECR)反应器的等离子体室，等。例如，x MHz RF产生器，y MHz RF产生器和z MHz RF产生器被耦合到ICP等离子体室内的电感器。电感器的形状的示例包括螺线管、圆顶形线圈、扁平线圈等。

如上所述，根据工具将要执行的一个或多个工艺步骤，控制器与一个或多个其他的工具电路或模型、其他工具组件、组合工具、其他工具界面、相邻的工具、邻接工具、位于整个工厂中的工具、主机、另一个控制器、或者在将晶片的容器往来于半导体制造工厂中的工具位置和/或装载口搬运的材料搬运中使用的工具通信。

考虑到上述实施方式，应该理解的是，一些实施方式采用涉及存储在计算机系统中的数据的各种计算机实现的操作。这些计算机实现的操作是那些操纵物理量的操作。

一些实施方式还涉及用于执行这些操作的硬件单元或装置。该装置针对专用计算机构成。当被定义为专用计算机时，该计算机执行其他的处理，不属于专用部分的程序执行或例程，同时仍能够操作以供专用。

在一些实施方式中，本发明描述的操作通过选择性地激活的计算机执行，由存储在计算机存储器中的一个或多个计算机程序配置，或者通过计算机网络获得。当通过计算机网络得到数据，该数据可以由计算机网络(例如，云计算资源)上的其他计算机处理。

本发明所描述的一个或多个实施方式也可以制造为在非暂时性计算机可读介质上的计算机可读代码。非暂时性计算机可读介质是存储数据的任何数据存储设备，这些数据之后由计算机系统读取。计算机可读介质的示例包含硬盘驱动器、网络附加存储器(NAS)、ROM、RAM、光盘只读存储器(CD-ROM)、可录光盘(CD-R)、可重写CD(CD-RW)、磁带和其他光学以及非光学数据存储设备。在一些实施方式中，非暂时性计算机可读介质包含分布在与网络耦合的计算机系统中的计算机可读有形介质，使得计算机可读代码以分布的方式存储和执行。

尽管如上所述的一些方法操作以特定的顺序呈现，应当理解的是，在不同的实施方式中，其他日常操作在方法操作之间执行，或者方法操作被调整以使它们发生在稍微不同的时间，或分布在允许在不同的时间间隔的方法操作发生的系统内，或以与上述不同的顺序执行。

还应该注意的是，在一个实施方式中，在不脱离本公开内容所描述的各种实施方式中描述的范围的情况下，来自上述的任何实施方式的一个或多个特征与任何其他实施方式的一个或多个特征组合。

虽然为了清晰理解的目的，已经在一定程度上详细描述了上述实施方式，但显而易见，可以在所附权利要求的范围内实践某些变化和改变方案。因此，本发明的实施方式应被视为说明性的，而不是限制性的，并且这些实施方式并不限于本文给出的细节，而是可以在所附权利要求的范围和等同方案内进行修改。

Claims (18)

1.一种用于以逐步方式调谐阻抗匹配网络的方法，其包括：

在射频(RF)产生器的第一状态期间，当所述RF产生器在第一RF值下操作并且所述阻抗匹配网络具有第一可变电容时，接收在所述RF产生器的输出端与所述阻抗匹配网络的输入端之间感测到的第一测得的输入参数值；

针对所述第一状态，将一个或多个模型初始化为具有所述第一可变电容和所述第一RF值，其中所述一个或多个模型包括所述阻抗匹配网络的模型；

在所述一个或多个模型被初始化为具有所述第一可变电容和所述第一RF值后，根据所述第一测得的输入参数值使用所述一个或多个模型，针对所述第一状态，来计算第一输出参数值；

使用所述第一输出参数值和所述一个或多个模型来计算用于所述第一状态的最优可变电容，所述最优可变电容使得在所述一个或多个模型的输入端处的用于第一状态的反射系数和用于第二状态的反射系数的组合是最小的；

使用所述第一输出参数值和所述一个或多个模型计算第一有利的RF值，所述第一有利的RF值使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第一状态的所述反射系数是最小的；

在所述第一状态期间控制所述RF产生器以在所述第一有利的RF值下操作并且在所述第一状态期间产生比在所述第二状态期间产生的功率电平高的功率电平；以及

在所述第一状态期间将所述阻抗匹配网络设置成具有第一步进可变电容，其中所述第一步进可变电容与所述第一可变电容相比更接近所述最优可变电容，使得所述阻抗匹配网络针对所述第一状态以逐步方式被调谐。

2.根据权利要求1所述的方法，其还包括：

在所述RF产生器的所述第二状态期间，当所述RF产生器在第二RF值下操作并且所述阻抗匹配网络具有所述第一可变电容时，接收在所述RF产生器的所述输出端与所述阻抗匹配网络的所述输入端之间感测到的第二测得的输入参数值；

针对所述第二状态，将所述阻抗匹配网络的所述一个或多个模型初始化为具有所述第一可变电容和所述第二RF值；

当所述一个或多个模型具有所述第一可变电容和所述第二RF值时，根据所述第二测得的输入参数值使用所述一个或多个模型，针对所述第二状态，来计算第二输出参数值；

使用所述第二输出参数值和所述一个或多个模型来计算第二有利的RF值，所述第二有利的RF值使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第二状态的所述反射系数是最小的；

在所述第二状态期间，控制所述RF产生器以在所述第二有利的RF值下操作；以及

在所述第二状态期间将所述阻抗匹配网络设置成具有所述第一步进可变电容。

3.根据权利要求2所述的方法，其还包括：

在所述RF产生器的所述第一状态期间，当所述RF产生器在所述第一有利的RF值下操作并且所述阻抗匹配网络具有所述第一步进可变电容时，接收在所述RF产生器的所述输出端与所述阻抗匹配网络的所述输入端之间感测到的第三测得的输入参数值；

针对所述第一状态，将所述阻抗匹配网络的所述一个或多个模型初始化为具有所述第一步进可变电容和所述第一有利的RF值；

在所述一个或多个模型具有所述第一步进可变电容和所述第一有利的RF值时，根据所述第三测得的输入参数值使用所述一个或多个模型，针对所述第一状态，来计算第三输出参数值；

使用所述第三输出参数值和所述一个或多个模型来计算用于所述第一状态的另外的最优可变电容，所述另外的最优可变电容使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第一状态的所述反射系数和用于所述第二状态的所述反射系数的所述组合是最小的；

使用所述第三输出参数值和所述一个或多个模型计算第三有利的RF值，所述第三有利的RF值使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第一状态的所述反射系数是最小的；

在所述第一状态期间控制所述RF产生器以在所述第三有利的RF值下操作；以及

在所述第一状态期间将所述阻抗匹配网络设置成具有第二步进可变电容，其中所述第二步进可变电容与所述第一可变电容相比更接近所述另外的最优可变电容，使得所述阻抗匹配网络被针对所述第一状态以所述逐步方式调谐。

4.根据权利要求3所述的方法，其还包括：

在所述RF产生器的所述第二状态期间，当所述RF产生器在所述第二有利的RF值下操作并且所述阻抗匹配网络具有所述第一步进可变电容时，接收在所述RF产生器的所述输出端与所述阻抗匹配网络的所述输入端之间感测到的第四测得的输入参数值；

针对所述第二状态，将所述阻抗匹配网络的所述一个或多个模型初始化为具有所述第一步进可变电容和所述第二有利的RF值；

当所述一个或多个模型具有所述第一步进可变电容和所述第二有利的RF值时，根据所述第四测得的输入参数值使用所述一个或多个模型，针对所述第二状态，来计算第四输出参数值；

使用所述第四输出参数值和所述一个或多个模型来计算第四有利的RF值，所述第四有利的RF值使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第二状态的所述反射系数是最小的；

在所述第二状态期间，控制所述RF产生器以在所述第四有利的RF值下操作；以及

在所述第二状态期间将所述阻抗匹配网络设置成具有所述第二步进可变电容。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个模型是计算机生成的模型，其中所述一个或多个模型包括RF传输线的模型和RF电缆的模型。

6.根据权利要求1所述的方法，其中的根据所述第一测得的输入参数值使用所述一个或多个模型，针对所述第一状态，来计算所述第一输出参数值，包括：经由所述一个或多个模型的电路元件正向传导所述第一测得的输入参数值以产生所述第一输出参数值，

其中的使用所述第一输出参数值和所述一个或多个模型来计算用于所述第一状态的最优可变电容，所述最优可变电容使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第一状态的所述反射系数和用于所述第二状态的所述反射系数的所述组合是最小的，包括：给定所述第一输出参数值和所述一个或多个模型来求解所述最优可变电容，使得所述组合是最小的，

其中的使用所述第一输出参数值和所述一个或多个模型计算所述第一有利的RF值，包括：给定所述第一输出参数值和所述一个或多个模型来求解所述第一有利的RF值，所述第一有利的RF值使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第一状态的所述反射系数是最小的。

7.一种用于以逐步方式调谐阻抗匹配网络的系统，其包括：

处理器，其被配置成，在射频(RF)产生器的第一状态期间，当所述RF产生器在第一RF值下操作并且所述阻抗匹配网络具有第一可变电容时，接收在所述RF产生器的输出端与所述阻抗匹配网络的输入端之间感测到的第一测得的输入参数值，

其中，所述处理器被配置成，针对所述第一状态，将一个或多个模型初始化为具有所述第一可变电容和所述第一RF值，其中所述一个或多个模型包括所述阻抗匹配网络的模型；以及

存储器装置，其耦合到所述处理器，其中所述存储器装置被配置成存储所述一个或多个模型，

其中所述处理器被配置成，当所述一个或多个模型具有所述第一可变电容和所述第一RF值时，根据所述第一测得的输入参数值使用所述一个或多个模型，针对所述第一状态，来计算第一输出参数值，

其中所述处理器被配置成，使用所述第一输出参数值和所述一个或多个模型来计算用于所述第一状态的最优可变电容，所述最优可变电容使得在所述一个或多个模型的输入端处的用于所述第一状态的反射系数和用于第二状态的反射系数的组合是最小的；

其中所述处理器被配置成，使用所述第一输出参数值和所述一个或多个模型计算第一有利的RF值，所述第一有利的RF值使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第一状态的所述反射系数是最小的；

其中所述处理器被配置成，在所述第一状态期间控制所述RF产生器以在所述第一有利的RF值下操作，其中所述处理器被配置成控制所述RF产生器以在所述第一状态期间产生比在所述第二状态期间产生的功率电平高的功率电平；以及

其中所述处理器被配置成，在所述第一状态期间将所述阻抗匹配网络设置成具有第一步进可变电容，其中所述第一步进可变电容与所述第一可变电容相比更接近所述最优可变电容，使得所述阻抗匹配网络针对所述第一状态以逐步方式被调谐。

8.根据权利要求7所述的系统，

其中，在所述RF产生器的所述第二状态期间，所述处理器被配置成，当所述RF产生器在第二RF值下操作并且所述阻抗匹配网络具有所述第一可变电容时，接收在所述RF产生器的所述输出端与所述阻抗匹配网络的所述输入端之间感测到的第二测得的输入参数值；

其中所述处理器被配置成，针对所述第二状态，将所述阻抗匹配网络的所述一个或多个模型初始化为具有所述第一可变电容和所述第二RF值；

其中所述处理器被配置成，当所述一个或多个模型具有所述第一可变电容和所述第二RF值时，根据所述第二测得的输入参数值使用所述一个或多个模型，针对所述第二状态，来计算第二输出参数值；

其中所述处理器被配置成，使用所述第二输出参数值和所述一个或多个模型来计算第二有利的RF值，所述第二有利的RF值使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第二状态的所述反射系数是最小的；

其中所述处理器被配置成，在所述第二状态期间，控制所述RF产生器以在所述第二有利的RF值下操作；以及

其中所述处理器被配置成，在所述第二状态期间将所述阻抗匹配网络设置成具有所述第一步进可变电容。

9.根据权利要求8所述的系统，

其中所述处理器被配置成，在所述RF产生器的所述第一状态期间，当所述RF产生器在所述第一有利的RF值下操作并且所述阻抗匹配网络具有所述第一步进可变电容时，接收在所述RF产生器的所述输出端与所述阻抗匹配网络的所述输入端之间感测到的第三测得的输入参数值，

其中所述处理器被配置成，针对所述第一状态，将所述阻抗匹配网络的所述一个或多个模型初始化为具有所述第一步进可变电容和所述第一有利的RF值，

其中所述处理器被配置成，在所述一个或多个模型具有所述第一步进可变电容和所述第一有利的RF值时，根据所述第三测得的输入参数值使用所述一个或多个模型，针对所述第一状态，来计算第三输出参数值，

其中所述处理器被配置成，使用所述第三输出参数值和所述一个或多个模型来计算用于所述第一状态的另外的最优可变电容，所述另外的最优可变电容使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第一状态的所述反射系数和用于所述第二状态的所述反射系数的所述组合是最小的，

其中所述处理器被配置成，使用所述第三输出参数值和所述一个或多个模型计算第三有利的RF值，所述第三有利的RF值使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第一状态的所述反射系数是最小的，

其中所述处理器被配置成，在所述第一状态期间控制所述RF产生器以在所述第三有利的RF值下操作，以及

其中所述处理器被配置成，在所述第一状态期间将所述阻抗匹配网络设置成具有第二步进可变电容，其中所述第二步进可变电容与所述第一可变电容相比更接近所述另外的最优可变电容，使得所述阻抗匹配网络被针对所述第一状态以所述逐步方式调谐。

10.根据权利要求9所述的系统，

其中所述处理器被配置成，在所述RF产生器的所述第二状态期间，当所述RF产生器在所述第二有利的RF值下操作并且所述阻抗匹配网络具有所述第一步进可变电容时，接收在所述RF产生器的所述输出端与所述阻抗匹配网络的所述输入端之间感测到的第四测得的输入参数值，

其中所述处理器被配置成，针对所述第二状态，将所述阻抗匹配网络的所述一个或多个模型初始化为具有所述第一步进可变电容和所述第二有利的RF值，

其中所述处理器被配置成，当所述一个或多个模型具有所述第一步进可变电容和所述第二有利的RF值时，根据所述第四测得的输入参数值使用所述一个或多个模型，针对所述第二状态，来计算第四输出参数值，

其中所述处理器被配置成，使用所述第四输出参数值和所述一个或多个模型来计算第四有利的RF值，所述第四有利的RF值使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第二状态的所述反射系数是最小的，

其中所述处理器被配置成，在所述第二状态期间，在所述第四有利的RF值下操作所述RF产生器，以及

其中所述处理器被配置成，在所述第二状态期间将所述阻抗匹配网络设置成具有所述第二步进可变电容。

11.根据权利要求7所述的系统，其中所述一个或多个模型是计算机生成的模型，其中所述一个或多个模型包括RF传输线的模型和RF电缆的模型。

12.根据权利要求7所述的系统，其中，为了根据所述第一测得的输入参数值使用所述一个或多个模型，针对所述第一状态，来计算第一输出参数值，所述处理器被配置成：经由所述一个或多个模型的电路元件正向传导所述第一测得的输入参数值以产生所述第一输出参数值，

其中，为了使用所述第一输出参数值和所述一个或多个模型来计算用于所述第一状态的所述最优可变电容，所述最优可变电容使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第一状态的所述反射系数和用于所述第二状态的所述反射系数的所述组合是最小的，所述处理器被配置成：给定所述第一输出参数值和所述一个或多个模型来求解所述最优可变电容，使得所述组合是最小的，

其中，为了使用所述第一输出参数值和所述一个或多个模型计算所述第一有利的RF值，所述处理器被配置成：给定所述第一输出参数值和所述一个或多个模型来求解所述第一有利的RF值，所述第一有利的RF值使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第一状态的所述反射系数是最小的。

13.一种用于以逐步方式调谐阻抗匹配网络的系统，其包括：

具有输出端的射频(RF)产生器；

阻抗匹配网络，其连接到所述RF产生器的所述输出端；

等离子体室，其经由RF传输线连接到所述阻抗匹配网络；以及

耦合到所述RF产生器的处理器，

其中所述处理器被配置成，在所述RF产生器的第一状态期间，当所述RF产生器在第一RF值下操作并且所述阻抗匹配网络具有第一可变电容时，接收在所述RF产生器的输出端与所述阻抗匹配网络的输入端之间感测到的第一测得的输入参数值，

其中，所述处理器被配置成，针对所述第一状态，将一个或多个模型初始化为具有所述第一可变电容和所述第一RF值，其中所述一个或多个模型包括所述阻抗匹配网络的模型，

其中所述处理器被配置成，当所述一个或多个模型具有所述第一可变电容和所述第一RF值时，根据所述第一测得的输入参数值使用所述一个或多个模型，针对所述第一状态，来计算第一输出参数值，

其中所述处理器被配置成，使用所述第一输出参数值和所述一个或多个模型来计算用于所述第一状态的最优可变电容，所述最优可变电容使得在所述一个或多个模型的输入端处的用于所述第一状态的反射系数和用于第二状态的反射系数的组合是最小的，

其中所述处理器被配置成，使用所述第一输出参数值和所述一个或多个模型计算第一有利的RF值，所述第一有利的RF值使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第一状态的所述反射系数是最小的，

其中所述处理器被配置成，在所述第一状态期间控制所述RF产生器以在所述第一有利的RF值下操作，其中所述处理器被配置成控制所述RF产生器以在所述第一状态期间产生比在所述第二状态期间产生的功率电平高的功率电平，以及

其中所述处理器被配置成，在所述第一状态期间将所述阻抗匹配网络设置成具有第一步进可变电容，其中所述第一步进可变电容与所述第一可变电容相比更接近所述最优可变电容，使得所述阻抗匹配网络针对所述第一状态以逐步方式被调谐。

14.根据权利要求13所述的系统，其还包括：

其中，在所述RF产生器的所述第二状态期间，所述处理器被配置成，当所述RF产生器在第二RF值下操作并且所述阻抗匹配网络具有所述第一可变电容时，接收在所述RF产生器的所述输出端与所述阻抗匹配网络的所述输入端之间感测到的第二测得的输入参数值；

其中所述处理器被配置成，针对所述第二状态，将所述阻抗匹配网络的所述一个或多个模型初始化为具有所述第一可变电容和所述第二RF值；

其中所述处理器被配置成，当所述一个或多个模型具有所述第一可变电容和所述第二RF值时，根据所述第二测得的输入参数值使用所述一个或多个模型，针对所述第二状态，来计算第二输出参数值；

其中所述处理器被配置成，使用所述第二输出参数值和所述一个或多个模型来计算第二有利的RF值，所述第二有利的RF值使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第二状态的所述反射系数是最小的；

其中所述处理器被配置成，在所述第二状态期间，控制所述RF产生器以在所述第二有利的RF值下操作；以及

其中所述处理器被配置成，在所述第二状态期间将所述阻抗匹配网络设置成具有所述第一步进可变电容。

15.根据权利要求14所述的系统，

其中所述处理器被配置成，在所述RF产生器的所述第一状态期间，当所述RF产生器在所述第一有利的RF值下操作并且所述阻抗匹配网络具有所述第一步进可变电容时，接收在所述RF产生器的所述输出端与所述阻抗匹配网络的所述输入端之间感测到的第三测得的输入参数值，

其中所述处理器被配置成，针对所述第一状态，将所述阻抗匹配网络的所述一个或多个模型初始化为具有所述第一步进可变电容和所述第一有利的RF值，

其中所述处理器被配置成，在所述一个或多个模型具有所述第一步进可变电容和所述第一有利的RF值时，根据所述第三测得的输入参数值使用所述一个或多个模型，针对所述第一状态，来计算第三输出参数值，

其中所述处理器被配置成，使用所述第三输出参数值和所述一个或多个模型来计算用于所述第一状态的另外的最优可变电容，所述另外的最优可变电容使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第一状态的所述反射系数和用于所述第二状态的所述反射系数的所述组合是最小的，

其中所述处理器被配置成，使用所述第三输出参数值和所述一个或多个模型计算第三有利的RF值，所述第三有利的RF值使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第一状态的所述反射系数是最小的，

其中所述处理器被配置成，在所述第一状态期间控制所述RF产生器以在所述第三有利的RF值下操作，以及

其中所述处理器被配置成，在所述第一状态期间将所述阻抗匹配网络设置成具有第二步进可变电容，其中所述第二步进可变电容与所述第一可变电容相比更接近所述另外的最优可变电容，使得所述阻抗匹配网络被针对所述第一状态以所述逐步方式调谐。

16.根据权利要求15所述的系统，

其中所述处理器被配置成，在所述RF产生器的所述第二状态期间，当所述RF产生器在所述第二有利的RF值下操作并且所述阻抗匹配网络具有所述第一步进可变电容时，接收在所述RF产生器的所述输出端与所述阻抗匹配网络的所述输入端之间感测到的第四测得的输入参数值，

其中所述处理器被配置成，针对所述第二状态，将所述阻抗匹配网络的所述一个或多个模型初始化为具有所述第一步进可变电容和所述第二有利的RF值，

其中所述处理器被配置成，当所述一个或多个模型具有所述第一步进可变电容和所述第二有利的RF值时，根据所述第四测得的输入参数值使用所述一个或多个模型，针对所述第二状态，来计算第四输出参数值，

其中所述处理器被配置成，使用所述第四输出参数值和所述一个或多个模型来计算第四有利的RF值，所述第四有利的RF值使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第二状态的所述反射系数是最小的，

其中所述处理器被配置成，在所述第二状态期间，在所述第四有利的RF值下操作所述RF产生器，以及

其中所述处理器被配置成，在所述第二状态期间将所述阻抗匹配网络设置成具有所述第二步进可变电容。

17.根据权利要求13所述的系统，其中所述一个或多个模型是计算机生成的模型，其中所述一个或多个模型包括RF传输线的模型和RF电缆的模型。

18.根据权利要求13所述的系统，其中，为了根据所述第一测得的输入参数值使用所述一个或多个模型，针对所述第一状态，来计算所述第一输出参数值，所述处理器被配置成：经由所述一个或多个模型的电路元件正向传导所述第一测得的输入参数值以产生所述第一输出参数值，

其中，为了使用所述第一输出参数值和所述一个或多个模型来计算用于所述第一状态的最优可变电容，所述最优可变电容使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第一状态的所述反射系数和用于所述第二状态的所述反射系数的所述组合是最小的，所述处理器被配置成：给定所述第一输出参数值和所述一个或多个模型来求解所述最优可变电容，使得所述组合是最小的，

其中，为了使用所述第一输出参数值和所述一个或多个模型计算所述第一有利的RF值，所述处理器被配置成：给定所述第一输出参数值和所述一个或多个模型来求解所述第一有利的RF值，所述第一有利的RF值使得在所述一个或多个模型的所述输入端处的用于所述第一状态的所述反射系数是最小的。

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