CN110473764B - 一种基于射频电源的阻抗调节方法及射频电源系统 - Google Patents

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CN110473764B CN201910843137.6A CN201910843137A CN110473764B CN 110473764 B CN110473764 B CN 110473764B CN 201910843137 A CN201910843137 A CN 201910843137A CN 110473764 B CN110473764 B CN 110473764B
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Abstract

本发明公开了一种基于射频电源的阻抗调节方法，利用射频电源的频率对匹配箱中的匹配网络的阻抗影响，具体地，射频电源的频率发生改变时，匹配网络中的电容和电感的阻抗也会发生变化，从而实现对匹配箱的阻抗的调整。此外，调节是否成功通过驻波比来进行判断，在驻波比小于预设匹配阈值时，则说明此时等离子体腔室与匹配箱的阻抗之和与射频电源的阻抗相等。射频电源的频率调节速度快于匹配箱的机械调节速度，满足阻抗随时变化的等离体子负载，提高了阻抗匹配的速度及精度。本发明还公开了一种射频电源系统，具有与上述阻抗调节方法相同的有益效果。

Description

一种基于射频电源的阻抗调节方法及射频电源系统
技术领域
本发明涉及阻抗调节技术领域，特别是涉及一种基于射频电源的阻抗调节方法及射频电源系统。
背景技术
射频电源系统包括射频电源和等离子体腔室。射频电源是等离子体腔室的配套电源，通常情况下，等离子体腔室中的非线性负载的阻抗与射频电源的阻抗并不相等，故在射频电源和等离子体腔室之间具有严重的阻抗失配，使得传输线上存在较大的反射功率，射频电源产生的功率无法全部输送到等离子体腔室中，功率损耗较大。
为解决该问题，射频电源和等离子体腔室之间还设置有匹配箱，匹配箱包括由电感和电容构成的匹配网络，通过调整电容的极板的位置来调整电容值和/或电感值(匹配网络中包括由电容和电感串联构成的串联支路，调节电容时等效为调整串联支路的电感)进而调整匹配网络的阻抗，从而实现等离子体腔室与匹配箱的阻抗之和与射频电源的阻抗相等的效果。但该种阻抗调整方式为机械调整方式，阻抗匹配速度慢，而等离子体负载的阻抗值又随时变化，从而降低了阻抗匹配的精度，效果较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于射频电源的阻抗调节方法及射频电源系统，射频电源的频率调节速度快于匹配箱的机械调节速度，满足阻抗随时变化的等离体子负载，提高了阻抗匹配的速度及精度。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于射频电源的阻抗调节方法，包括：
S11：在预设调频范围内对所述射频电源的频率进行调整；
S12：获取所述射频电源的频率调整过程中的驻波比；
S13：判断所述驻波比是否小于预设匹配阈值，如果是，进入S14，否则，进入S15；
S14：确定所述驻波比对应的频率为所述射频电源实现阻抗匹配的最优频率；
S15：判断所述预设调频范围内是否全部被扫完，如果是，进入S16，否则，返回S11；
S16：判定本次阻抗匹配失败。
优选地，S11-S16的过程包括：
S110：按照当前扫频周期的频率f0设定所述射频电源的工作频率；
S111：获取当前扫频周期的驻波比VSWR0；
S112：判断所述当前扫频周期的驻波比VSWR0是否小于所述预设匹配阈值，如果是进入S116，否则，进入S113；
S113：判断当前扫频周期的频率f0是否小于所述预设调频范围的最大频率fmax，如果是，进入S114，否则，进入S117；
S114：确定所述射频电源在当前扫频周期的最佳工作频率f1，其中，f1＝f0+scan_step，scan_step为频率增加的标准步长；
S115：将所述当前扫频周期的频率f0作为上一扫频周期的频率f_1，将所述当前扫频周期的最佳工作频率f1作为下一扫频周期的频率，将当前扫频周期的驻波比VSWR0作为上一扫频周期的驻波比VSWR_1，并返回S110；
S116：确定小于所述预设匹配阈值的驻波比对应的频率为所述射频电源实现阻抗匹配的最优频率；
S117：判定本次阻抗匹配失败。
优选地，S11-S16的过程包括：
S120：按照当前扫频周期的频率f0设定所述射频电源的工作频率；
S121：获取当前扫频周期的驻波比VSWR0，并将迭代次数N加一；
S122：判断N是否小于迭代次数阈值a，如果是，进入S123，否则，进入S129，a为不小于2的正整数；
S123：判断所述当前扫频周期的驻波比VSWR0是否小于所述预设匹配阈值，如果是，进入S134，否则，进入S125；
S125：判断所述当前扫频周期的驻波比VSWR0是否小于上一扫频周期的驻波比VSWR_1，如果是，进入S126，否则，进入S127；
S126：确定所述射频电源在当前扫频周期的最佳工作频率f1，其中，f1＝f0+step_up1，step_up1为频率增加的第一步长，进入S128；
S127：确定所述射频电源在当前扫频周期的最佳工作频率f1，其中，f1＝f0-step_down，step_down为频率减小的步长，进入S128；
S128：将所述当前扫频周期的频率f0作为上一扫频周期的频率f_1，将所述当前扫频周期的最佳工作频率f1作为下一扫频周期的频率，将当前扫频周期的驻波比VSWR0作为上一扫频周期的驻波比VSWR_1，并返回S120；
S129：判断所述当前扫频周期的驻波比VSWR0是否小于上一扫频周期的驻波比VSWR_1，如果是，进入S130，否则，进入S131；
S130：将迭代次数N清零；确定所述射频电源在当前扫频周期的最佳工作频率f1，其中，f1＝f0+step_up2，step_up2为频率增加的第二步长，进入S128；
S131：判断所述预设调频范围中是否存在未扫频区域，如果是，进入S132，否则，进入S134；
S132：确定所述射频电源在当前扫频周期的最佳工作频率f1，其中，f1基于未扫频区域的起始点及频率调整的标准步长scan_step确定，返回S128；
S133：确定小于所述预设匹配阈值的驻波比对应的频率为所述射频电源实现阻抗匹配的最优频率；
S134：判定本次阻抗匹配失败。
优选地，step_up1＝g*(f0-f_1)，g大于1。
优选地，step_down＝min step，min step＜scan_step，min step为扫频步长的最小分辨率。
优选地，step_up2＝min step，min step＜scan_step，min step为扫频步长的最小分辨率。
优选地，S131-S132的过程包括：
S1331：判断已扫描过的最大频率getfmax是否小于所述预设调频范围的最大频率fmax，如果是，进入S1332，否则，进入S1333；
S1332：将已扫描过的最大频率getfmax作为当前扫频周期的频率f0，确定所述射频电源在当前扫频周期的最佳工作频率f1，其中，f1＝f0+scan_step，将f1作为最新的已扫描过的最大频率getfmax，返回步骤S128；
S1333：判断已扫描过的最小频率getfmin是否大于所述预设调频范围的最小频率fmin，如果是，进入S1334，否则，进入S134；
S1334：将已扫描过的最小频率getfmin作为当前扫频周期的频率f0，确定所述射频电源在当前扫频周期的最佳工作频率f1，其中，f1＝f0-scan_step，将f1作为最新的已扫描过的最小频率getfmin，返回步骤S128。
优选地，S14之后，还包括：
S17：判断本次阻抗调节的耗时是否大于预设时长，如果是，则进入S16；否则，判定本次阻抗匹配成功。
优选地，S16之后，还包括：
对本次阻抗匹配失败的消息进行提示。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种射频电源系统，包括射频电源、匹配箱及等离子体腔室，还包括用于执行如上述所述的阻抗调节方法步骤的阻抗调节装置。
本发明提供了一种基于射频电源的阻抗调节方法，利用射频电源的频率对匹配箱中的匹配网络的阻抗影响，具体地，射频电源的频率发生改变时，匹配网络中的电容和电感的阻抗也会发生变化，从而实现对匹配箱的阻抗的调整。此外，调节是否成功通过驻波比来进行判断，在驻波比小于预设匹配阈值时，则说明此时等离子体腔室与匹配箱的阻抗之和与射频电源的阻抗相等。射频电源的频率调节速度快于匹配箱的机械调节速度，满足阻抗随时变化的等离体子负载，提高了阻抗匹配的速度及精度。
本发明还提供了一种射频电源系统，具有与上述阻抗调节方法相同的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种基于射频电源的阻抗调节方法的流程图；
图2为本发明提供的一种具体地基于射频电源的阻抗调节方法的流程图；
图3为本发明提供的一种具体地基于射频电源的阻抗调节方法的流程图；
图4为本发明提供的一种采用图3中所述方法进行阻抗调节时的驻波比-频率分布示意图；
图5为本发明提供的一种射频电源系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种基于射频电源的阻抗调节方法及射频电源系统，射频电源的频率调节速度快于匹配箱的机械调节速度，满足阻抗随时变化的等离体子负载，提高了阻抗匹配的速度及精度。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参照图1，图1为本发明提供的一种基于射频电源的阻抗调节方法的流程图，该方法包括：
S11：在预设调频范围内对射频电源的频率进行调整；
S12：获取射频电源的频率调整过程中的驻波比；
S13：判断驻波比是否小于预设匹配阈值，如果是，进入S14，否则，进入S15；
S14：确定驻波比对应的频率为射频电源实现阻抗匹配的最优频率；
S15：判断预设调频范围内是否全部被扫完，如果是，进入S16，否则，返回S11；
S16：判定本次阻抗匹配失败。
在对匹配箱的阻抗进行调节时，与现有技术中对匹配箱中的电容的极板的位置进行调节不同的是，本申请不采用机械调节方式，而是采用对射频电源的频率进行调节的方式。具体地，本申请考虑到匹配箱中的匹配网络由电容和电感构成，又电容的容抗为
Figure BDA0002194344250000061
电感的感抗为XL＝2πfL，在射频电源的频率发生变化时，电容的容抗和电感的感抗也会发生变化，基于此，本申请通过对射频电源的频率进行调节从而改变匹配箱的阻抗，使得等离子体腔室与匹配箱的阻抗之和与射频电源的阻抗相等。而等离子体腔室与匹配箱的阻抗之和是否与射频电源的阻抗相等，本申请中通过射频电源的驻波比去进行判断，如果驻波比足够小，也即满足预设匹配阈值，则说明此时等离子体腔室与匹配箱的阻抗之和与射频电源的阻抗相等。
具体地，在对射频电源的频率进行调节之前，需要先判断是否先进行点火模式，也即是否需要先激发等离子体，在未被激发时，等离子体的阻抗很大，相当于开路，此时对射频电源进行扫频没有意义，因此，在对射频电源进行扫频之前，需要先开启点火模式。具体地，设置一个点火驻波比阈值，然后开始对射频电源进行从低到高进行扫频，测得每次扫频下频率对应地驻波比，如果存在测得的驻波比小于点火驻波比阈值，则认为点火成功，进入后续阻抗调节的步骤；否则，一直扫频，如果扫频到最大值也没找到满足条件的驻波比，则调整扫频的步长，重新开始从低到高的进行扫频，知道找到满足要求的频率点。
在实际应用中，可以通过射频电源系统自动采集等离子体的阻抗并判断等离子体的阻抗有没有发生变化，在等离子体腔室中的等离子体的阻抗发生变化时，需要对射频电源的频率进行调节。具体地，首先预设一个调频范围，将射频电源的频率在该调频范围内进行调整，并获取每次调整时射频电源的驻波比，判断驻波比是否小于预设匹配阈值，如果小于，则说明此时的频率点为射频电源实现阻抗匹配的最优频率，此时等离子体腔室与匹配箱的阻抗之和与射频电源的阻抗相等；否则，则需要继续对射频电源的频率进行调整，并重新获取调整后的频率点对应的驻波比，再次将其与预设匹配阈值进行判断，并重复上述步骤，如果找到小于预设匹配阈值的驻波比，则确定该驻波比对应的频率为射频电源实现阻抗匹配的最优频率，如果直至预设调频范围全部被扫完也没有找到小于预设匹配阈值的驻波比，则判定本次阻抗匹配失败。
此外，这里的预设匹配阈值可以但不仅限为1.06。
综上，本发明提供的一种基于射频电源的阻抗调节方法，利用射频电源的频率对匹配箱中的匹配网络的阻抗影响，具体地，射频电源的频率发生改变时，匹配网络中的电容和电感的阻抗也会发生变化，从而实现对匹配箱的阻抗的调整。此外，调节是否成功通过驻波比来进行判断，在驻波比小于预设匹配阈值时，则说明此时等离子体腔室与匹配箱的阻抗之和与射频电源的阻抗相等。射频电源的频率调节速度快于匹配箱的机械调节速度，满足阻抗随时变化的等离体子负载，提高了阻抗匹配的速度及精度。
在上述实施例的基础上：
请参照图2，图2为本发明提供的一种具体地基于射频电源的阻抗调节方法的流程图。
作为一种优选地实施例，S11-S16的过程包括：
S110：按照当前扫频周期的频率f0设定射频电源的工作频率；
S111：获取当前扫频周期的驻波比VSWR0；
S112：判断当前扫频周期的驻波比VSWR0是否小于预设匹配阈值，如果是进入S116，否则，进入S113；
S113：判断当前扫频周期的频率f0是否小于预设调频范围的最大频率fmax，如果是，进入S114，否则，进入S117；
S114：确定射频电源在当前扫频周期的最佳工作频率f1，其中，f1＝f0+scan_step，scan_step为频率增加的标准步长；
S115：将当前扫频周期的频率f0作为上一扫频周期的频率f_1，将当前扫频周期的最佳工作频率f1作为下一扫频周期的频率，将当前扫频周期的驻波比VSWR0作为上一扫频周期的驻波比VSWR_1，并返回S110；
S116：确定小于预设匹配阈值的驻波比对应的频率为射频电源实现阻抗匹配的最优频率；
S117：判定本次阻抗匹配失败。
首先需要说明的是，本申请中，按照当前扫频周期的频率f0设定射频电源的工作频率指的是控制射频电源的频率为f0。
本实施例中，在进行阻抗调节时，先设置扫描周期和频率增加的标准步长scan_step，然后采用频率从低到高的依次扫频方式对射频电源的频率进行调频。具体地，第一扫频周期首先从预设调频范围的最低频率开始扫起，然后获取第一扫频周期的驻波比VSWR0，判断第一扫频周期的驻波比VSWR0是否小于预设匹配阈值，如果是，则直接确定小于预设匹配阈值的驻波比对应的频率为射频电源实现阻抗匹配的最优频率，否则，通过判断当前扫频周期的频率f0是否小于预设调频范围的最大频率fmax来判断是否预设调频范围是否全部扫完，如果是，则判定本次阻抗匹配失败，否则，进入第二扫频周期，第二扫频周期中，最低频率增加一个标准步长scan_step，并按照增加标准步长后控制射频电源，并重复上述获取驻波比并判断的步骤，如果找到小于预设匹配阈值的驻波比，则确定该驻波比对应的频率为射频电源实现阻抗匹配的最优频率，如果直至预设调频范围全部被扫完也没有找到小于预设匹配阈值的驻波比，则判定本次阻抗匹配失败。
可见，本实施例提供的基于射频电源的阻抗调节方法简单，且调节范围快，满足阻抗随时变化的等离体子负载，提高了阻抗匹配的速度及精度。
请参照图3和图4，图3为本发明提供的一种具体地基于射频电源的阻抗调节方法的流程图，图4为本发明提供的一种采用图3中所述方法进行阻抗调节时的驻波比-频率分布示意图。
作为一种优选地实施例，S11-S16的过程包括：
S120：按照当前扫频周期的频率f0设定射频电源的工作频率；
S121：获取当前扫频周期的驻波比VSWR0，并将迭代次数N加一；
S122：判断N是否小于迭代次数阈值a，如果是，进入S123，否则，进入S129，a为不小于2的正整数；
S123：判断当前扫频周期的驻波比VSWR0是否小于预设匹配阈值，如果是，进入S134，否则，进入S125；
S125：判断当前扫频周期的驻波比VSWR0是否小于上一扫频周期的驻波比VSWR_1，如果是，进入S126，否则，进入S127；
S126：确定射频电源在当前扫频周期的最佳工作频率f1，其中，f1＝f0+step_up1，step_up1为频率增加的第一步长，进入S128；
S127：确定射频电源在当前扫频周期的最佳工作频率f1，其中，f1＝f0-step_down，step_down为频率减小的步长，进入S128；
S128：将当前扫频周期的频率f0作为上一扫频周期的频率f_1，将当前扫频周期的最佳工作频率f1作为下一扫频周期的频率，将当前扫频周期的驻波比VSWR0作为上一扫频周期的驻波比VSWR_1，并返回S120；
S129：判断当前扫频周期的驻波比VSWR0是否小于上一扫频周期的驻波比VSWR_1，如果是，进入S130，否则，进入S131；
S130：将迭代次数N清零；确定射频电源在当前扫频周期的最佳工作频率f1，其中，f1＝f0+step_up2，step_up2为频率增加的第二步长，进入S128；
S131：判断预设调频范围中是否存在未扫频区域，如果是，进入S132，否则，进入S134；
S132：确定射频电源在当前扫频周期的最佳工作频率f1，其中，f1基于未扫频区域的起始点及频率调整的标准步长scan_step确定，返回S128；
S133：确定小于预设匹配阈值的驻波比对应的频率为射频电源实现阻抗匹配的最优频率；
S134：判定本次阻抗匹配失败。
与上述实施例不同的是，本实施例中，在迭代前期(通过N与迭代次数阈值a的比较来确定，这里可以理解成N小于a时)，会先进入S123：判断当前扫频周期的驻波比VSWR0是否小于预设匹配阈值，如果是，则说明此时等离子体的阻抗与匹配箱的阻抗之和等于射频电源的阻抗，此时进入S133：直接确定该驻波比对应的频率为射频电源实现阻抗匹配的最优频率；否则，则说明当前扫频周期的频率f0不满足阻抗匹配要求，需要继续扫频，具体地，进入S125：再判断当前扫频周期的驻波比VSWR0是否小于上一扫频周期的驻波比VSWR_1，如果是，则说明此时驻波比是下降趋势，可能会找到满足对应驻波比小于预设匹配阈值的频率点，因此，进入S126(对应于图4中的A-B段)：确定射频电源在当前扫频周期的最佳工作频率f1，其中，f1＝f0+step_up1，step_up1为频率增加的第一步长，并进入S128：将当前扫频周期的频率f0作为上一扫频周期的频率f_1，将当前扫频周期的最佳工作频率f1作为下一扫频周期的频率，将当前扫频周期的驻波比VSWR0作为上一扫频周期的驻波比VSWR_1，并返回S120；如果当前扫频周期的驻波比VSWR0不小于上一扫频周期的驻波比VSWR_1，具体地，在大于时：对应于图4中的E点，则说明此时驻波比由从大到小，开始变成从小到大，说明该频率点与前一个或者前几个频率之间存在最小的频率点(图4中的第一点)，且该频率点可能小于预设匹配阈值，因此，可以反向寻找；在等于时，就是f0到达了fmax，此时继续向频率增加的方向也无法找到最佳频率工作点，因此，需要反向寻找。基于该种考虑，为了避免漏掉符合条件的频率点，进入S127：反向扫频(对应于图4中的E—＞第一点—＞第一点的左侧处)，也即往频率小的的方向扫频，确定射频电源在当前扫频周期的最佳工作频率f1，其中，f1＝f0-step_down，step_down为频率减小的步长，进入S128，需要说明的是，为了方便查找，这里的step_down可以小一些。在回扫到当前扫频周期的驻波比VSWR0大于上一扫频周期的驻波比VSWR_1(也即第一点的左侧)时，又开始向右正向扫频，不难得到，按照本申请公开的上述流程进行扫频时，该过程向一个“球”在“碗”中滚一样，来回反复，如果在反向扫频过程中，查找到对应驻波比VSWR0是否小于预设匹配阈值的频率点，则进入S133，否则，则说明可能该段不存在满足对应驻波比VSWR0是否小于预设匹配阈值的频率点，为了避免在此进入死循环，本申请设置了上述的迭代次数阈值a，这里的a根据实际情况来定，可以根据经验值或者实验值来定，本申请中，这里的a可以但不仅限为8或9，如果扫了a个扫频周期还没进入S133，则说明该段不存在满足对应驻波比VSWR0是否小于预设匹配阈值的频率点，此时不再对该段进行扫频，进入129：判断当前扫频周期的驻波比VSWR0是否小于上一扫频周期的驻波比VSWR_1，如果是，则说明驻波比在下降，可能会出现满足条件的最小驻波比，进入S130：将迭代次数N清零；确定射频电源在当前扫频周期的最佳工作频率f1，其中，f1＝f0+step_up2，step_up2为频率增加的第二步长，继续进行扫频；否则，进入S131：判断是否还有没扫的区域，如果有，则进入S132：确定所述射频电源在当前扫频周期的最佳工作频率f1，其中，f1基于未扫频区域的起始点及频率调整的标准步长scan_step确定，返回S128，对未扫频区域继续进行扫频；如果没有未扫频的区域，则说明整个预设调频范围中没有符合要求的频率点，本次阻抗匹配失败。
以预设匹配阈值为1.06为例，通过图4不难得到，第一点处虽然进行了往复回扫，但第一点不满足驻波比要求，后续算法会继续对后续未扫频区域继续进行扫频(第一点—＞C点)，在驻波比呈下降趋势时会进行如A—＞E点的过程(C—＞F点)，最终找到符合要求的第二点。
可见，本实施例中，在驻波比出现从大到小又从小到大的转折时，会在转折处来回反复扫频，如果在预设时间内(通过迭代次数体现)找到符合要求的频率点，则结束本次扫频，如果在预设时间内没有找到符合要求的频率点，则继续对没有扫频的区域进行扫频。可见，该种方式的扫频精度高，扫频成功率高，漏扫的概率很低，且扫频速度快，进而提升了阻抗匹配的精度及成功率。提高了阻抗匹配速度。
作为一种优选地实施例，step_up1＝g*(f0-f_1)，g大于1。
具体地，如果判断当前扫频周期的驻波比VSWR0小于上一扫频周期的驻波比VSWR_1，则说明此时驻波比呈下降趋势，为了提高扫频速度，这里可以加大频率的扫频步长，step_up1＝g*(f0-f_1)，这里的g可以但不仅限为2，本申请在此不作特别的限定，根据实际情况来定。
可见，通过该种方式进一步提高了扫频速度。
作为一种优选地实施例，step_down＝min step，min step＜scan_step，min step为扫频步长的最小分辨率。
具体地，在进行反向时，为了提高扫频精度，可以将频率的扫频步长设置的小一些。例如最优频率点为35KHz，但正向扫频时的扫频频率为10KHz、20KHz、30KHz、50KHz，如果在50KHz处需要反向扫频，则这里的min step可以为5KHz，则反向扫频时会扫到35KHz，从而反向扫描成功。
作为一种优选地实施例，step_up2＝min step，min step＜scan_step，min step为扫频步长的最小分辨率。
本实施例中，由于是重新开始扫描，这里将初始频率设置的比上一次频率小一些，因此，这里设置step_up2＝min step，当然，这里的min step还可以为其他数值，本申请在此不作特别的限定。
作为一种优选地实施例，S131-S132的过程包括：
S1331：判断已扫描过的最大频率getfmax是否小于所述预设调频范围的最大频率fmax，如果是，进入S1332，否则，进入S1333；
S1332：将已扫描过的最大频率getfmax作为当前扫频周期的频率f0，确定所述射频电源在当前扫频周期的最佳工作频率f1，其中，f1＝f0+scan_step，将f1作为最新的已扫描过的最大频率getfmax，返回步骤S128；
S1333：判断已扫描过的最小频率getfmin是否大于所述预设调频范围的最小频率fmin，如果是，进入S1334，否则，进入S134；
S1334：将已扫描过的最小频率getfmin作为当前扫频周期的频率f0，确定所述射频电源在当前扫频周期的最佳工作频率f1，其中，f1＝f0-scan_step，将f1作为最新的已扫描过的最小频率getfmin，返回步骤S128。
本实施例中，如果存在高频区域未扫描，则对高频区域先进行扫描，如果在高频区域扫描成功，则进入S133，否则，如果存在低频区域，则再对低频区域进行扫描，如果在高频区域扫描成功，则进入S133，否则，则说明整个预设调频区域不存在符合要求的频率点，本次阻抗匹配失败。
在实际应用中，也可以先扫频低频区域，再扫频高频区域，本申请在此不作特别的限定，根据实际情况来定。
作为一种优选地实施例，S14之后，还包括：
S17：判断本次阻抗调节的耗时是否大于预设时长，如果是，则进入S16；否则，判定本次阻抗匹配成功。
具体地，考虑到阻抗匹配对速度的要求，本实施例中，当开始一次阻抗匹配时，可以第一扫频开始时计时，在确定小于预设匹配阈值的驻波比对应的频率为射频电源实现阻抗匹配的最优频率时结束计时，判断这段时间是否大于预设时长，如果是，则说明本次阻抗匹配成功，否则，说明本次阻抗匹配失败。
作为一种优选地实施例，S16之后，还包括：
对本次阻抗匹配失败的消息进行提示。
具体地，在阻抗匹配失败时，可以发出提示，以便用户及时获知情况，进行后续数据调整或者维护。
请参照图5，图5为本发明提供的一种射频电源系统的结构示意图。
该系统包括射频电源1、匹配箱2及等离子体腔室3，其特征在于，还包括用于执行如上述的阻抗调节方法步骤的阻抗调节装置4。
对于本发明提供的射频电源系统的介绍请参照上述方法实施例，本发明在此不再赘述。
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种基于射频电源的阻抗调节方法，其特征在于，包括：
S11：在预设调频范围内对所述射频电源的频率进行调整；
S12：获取所述射频电源的频率调整过程中的驻波比；
S13：判断所述驻波比是否小于预设匹配阈值，如果是，进入S14，否则，进入S15；
S14：确定所述驻波比对应的频率为所述射频电源实现阻抗匹配的最优频率；
S15：判断所述预设调频范围内是否全部被扫完，如果是，进入S16，否则，返回S11；
S16：判定本次阻抗匹配失败；
S11-S16的过程包括：
S110：按照当前扫频周期的频率f0设定所述射频电源的工作频率；
S111：获取当前扫频周期的驻波比VSWR0；
S112：判断所述当前扫频周期的驻波比VSWR0是否小于所述预设匹配阈值，如果是进入S116，否则，进入S113；
S113：判断当前扫频周期的频率f0是否小于所述预设调频范围的最大频率fmax，如果是，进入S114，否则，进入S117；
S114：确定所述射频电源在当前扫频周期的最佳工作频率f1，其中，f1＝f0+scan_step，scan_step为频率增加的标准步长；
S115：将所述当前扫频周期的频率f0作为上一扫频周期的频率f_1，将所述当前扫频周期的最佳工作频率f1作为下一扫频周期的频率，将当前扫频周期的驻波比VSWR0作为上一扫频周期的驻波比VSWR_1，并返回S110；
S116：确定小于所述预设匹配阈值的驻波比对应的频率为所述射频电源实现阻抗匹配的最优频率；
S117：判定本次阻抗匹配失败；
或，S11-S16的过程包括：
S120：按照当前扫频周期的频率f0设定所述射频电源的工作频率；
S121：获取当前扫频周期的驻波比VSWR0，并将迭代次数N加一；
S122：判断N是否小于迭代次数阈值a，如果是，进入S123，否则，进入S129，a为不小于2的正整数；
S123：判断所述当前扫频周期的驻波比VSWR0是否小于所述预设匹配阈值，如果是，进入S134，否则，进入S125；
S125：判断所述当前扫频周期的驻波比VSWR0是否小于上一扫频周期的驻波比VSWR_1，如果是，进入S126，否则，进入S127；
S126：确定所述射频电源在当前扫频周期的最佳工作频率f1，其中，f1＝f0+step_up1，step_up1为频率增加的第一步长，进入S128；
S127：确定所述射频电源在当前扫频周期的最佳工作频率f1，其中，f1＝f0-step_down，step_down为频率减小的步长，进入S128；
S128：将所述当前扫频周期的频率f0作为上一扫频周期的频率f_1，将所述当前扫频周期的最佳工作频率f1作为下一扫频周期的频率，将当前扫频周期的驻波比VSWR0作为上一扫频周期的驻波比VSWR_1，并返回S120；
S129：判断所述当前扫频周期的驻波比VSWR0是否小于上一扫频周期的驻波比VSWR_1，如果是，进入S130，否则，进入S131；
S130：将迭代次数N清零；确定所述射频电源在当前扫频周期的最佳工作频率f1，其中，f1＝f0+step_up2，step_up2为频率增加的第二步长，进入S128；
S131：判断所述预设调频范围中是否存在未扫频区域，如果是，进入S132，否则，进入S134；
S132：确定所述射频电源在当前扫频周期的最佳工作频率f1，其中，f1基于未扫频区域的起始点及频率调整的标准步长scan_step确定，返回S128；
S133：确定小于所述预设匹配阈值的驻波比对应的频率为所述射频电源实现阻抗匹配的最优频率；
S134：判定本次阻抗匹配失败。
2.如权利要求1所述的基于射频电源的阻抗调节方法，其特征在于，step_up1＝g*(f0-f_1)，g大于1。
3.如权利要求1所述的基于射频电源的阻抗调节方法，其特征在于，step_down＝minstep，minstep＜scan_step，minstep为扫频步长的最小分辨率。
4.如权利要求1所述的基于射频电源的阻抗调节方法，其特征在于，step_up2＝minstep，minstep＜scan_step，minstep为扫频步长的最小分辨率。
5.如权利要求1所述的基于射频电源的阻抗调节方法，其特征在于，S131-S132的过程包括：
S1331：判断已扫描过的最大频率getfmax是否小于所述预设调频范围的最大频率fmax，如果是，进入S1332，否则，进入S1333；
S1332：将已扫描过的最大频率getfmax作为当前扫频周期的频率f0，确定所述射频电源在当前扫频周期的最佳工作频率f1，其中，f1＝f0+scan_step，将f1作为最新的已扫描过的最大频率getfmax，返回步骤S128；
S1333：判断已扫描过的最小频率getfmin是否大于所述预设调频范围的最小频率fmin，如果是，进入S1334，否则，进入S134；
S1334：将已扫描过的最小频率getfmin作为当前扫频周期的频率f0，确定所述射频电源在当前扫频周期的最佳工作频率f1，其中，f1＝f0-scan_step，将f1作为最新的已扫描过的最小频率getfmin，返回步骤S128。
6.如权利要求1至5任一项所述的基于射频电源的阻抗调节方法，其特征在于，S14之后，还包括：
S17：判断本次阻抗调节的耗时是否大于预设时长，如果是，则进入S16；否则，判定本次阻抗匹配成功。
7.如权利要求6所述的基于射频电源的阻抗调节方法，其特征在于，S16之后，还包括：
对本次阻抗匹配失败的消息进行提示。
8.一种射频电源系统，包括射频电源、匹配箱及等离子体腔室，其特征在于，还包括用于执行如权利要求1至7任一项所述的阻抗调节方法步骤的阻抗调节装置。
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