CN111328175A - 匹配箱的阻抗调节方法、系统、装置及射频电源系统 - Google Patents

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CN111328175A CN202010290812.XA CN202010290812A CN111328175A CN 111328175 A CN111328175 A CN 111328175A CN 202010290812 A CN202010290812 A CN 202010290812A CN 111328175 A CN111328175 A CN 111328175A
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Abstract

本发明公开了一种匹配箱的阻抗调节方法、装置、系统及射频电源系统，根据相位电容及幅值电容的待调节极板的位置—容值—容值处阻抗的变化量的关系建立了补偿步长增益关系式，从而使得相位电容/幅值电容的不同容值处对应的补偿步长增益是不同的，从而与调节因子配合调整阻抗的变化量，使得相位电容/幅值电容的不同容值处的阻抗的变化量基本相同，减小匹配误差，降低匹配难度，提高匹配精度。此外，本申请中的第一补偿步长增益还考虑到了幅值电容的影响，第二补偿步长增益还考虑到了相位电容的影响，二者配合起来调节，进一步提高了匹配速度及匹配精度。

Description

匹配箱的阻抗调节方法、系统、装置及射频电源系统
技术领域
本发明涉及射频技术领域，特别是涉及一种匹配箱的阻抗调节方法、系统、装置及射频电源系统。
背景技术
射频电源系统包括射频电源，射频电源是等离子体腔室的配套电源，应用于射频溅镀、PECVD化学气相沉积、反应离子刻蚀等领域中。一般来讲，等离子体腔室中的非线性负载的阻抗与射频电源的恒定输出阻抗不相等，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效率，射频电源产生的功率无法全部输送到等离子体腔室，功率损耗较大。
为解决上述问题，通常射频电源和等离子体腔室之间通常还设置有匹配箱，请参照图1至图3，图1为匹配箱的简化模型的结构示意图，图2为现有技术中的匹配箱的幅值归一化图，图3为现有技术中的匹配箱的相位归一化图。现有技术中在进行阻抗匹配调节时，基于固定步长增益与调节因子的配合对幅值电容Cp的极板间的距离的调整来实现对匹配箱的阻抗的幅值的调整，基于固定步长增益与调节因子的配合对相位电容Cs的极板间的距离的调整来实现对匹配箱的阻抗的相位的调整。在相位差(s)＞0时，增加相位电容Cs的容值，反之，减小相位电容Cs的容值；在幅值差lg(|Zmatch|/Zo)大于0时，增加幅值电容Cp的容值，反之，减小幅值电容Cp的容值。采用现有技术中独立控制的调节方式有如下几种问题：
1)根据幅度归一化曲线可知，匹配箱的阻抗在高阻抗和低阻抗状态时有不同的增益，且增益的变化幅度较大，在这种情况下，在高阻抗和低阻抗状态，当幅度电容Cp的值改变一小点时，幅度将发生很大的变化，匹配的误差很大，增大了匹配的难度。
2)相位归一化曲线在远离零相位时具有很大的增益，在远离零相位处，相位电容Cs的值改变一小点时，相位将发生很大的变化，匹配的误差很大。
因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种匹配箱的阻抗调节方法、系统、装置及射频电源系统，减小匹配误差，降低匹配难度，提高匹配速度及精度。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种匹配箱的阻抗调节方法，包括：
获取匹配箱中的相位电容的容值Cs和幅值电容的容值Cp；
根据预设补偿步长增益关系式得到相位电容的第一补偿步长增益Gset(Cs)和幅值电容的第二补偿步长增益Gset(Cp)，其中，所述补偿步长增益关系式为：
Figure BDA0002450318680000021
Figure BDA0002450318680000022
其中，gain(Cs)为所述相位电容的默认最大移动步长，Cs max和Cs min分别为所述相位电容的最大值和最小值，gain(Cp)为所述幅值电容的默认最大移动步长，Cp max和Cp min分别为相位电容的最大值和最小值；
将所述第一补偿步长增益Gset(Cs)与第一调节因子Cs_error的乘积作为相位电容的第一调节步长Cs_step(Cs)，将所述第二补偿步长增益Gset(Cp)与第二调节因子Cp_error的乘积作为幅值电容的第二调节步长Cp_step(Cp)；其中，Cs_error基于所述匹配箱的阻抗与目标阻抗之间的相位误差得到，Cp_error基于所述匹配箱的阻抗与目标阻抗之间的幅值误差得到；
利用所述第一调节步长对所述相位电容的极板之间距离进行调节，利用所述第二调节步长对幅值电容的极板之间位置进行调节。
优选地，所述第一调节因子还基于所述匹配箱的阻抗与目标阻抗之间的幅值误差得到；
所述第一调节因子具体为Cs_error＝a·ΔPhase+b·ΔMag；
a为相位对Cs的影响因子，b为幅值对Cs的影响因子，ΔMag为所述匹配箱的阻抗与目标阻抗之间的幅值误差的归一化后的数值，ΔPhase为所述匹配箱的阻抗与目标阻抗之间的相位误差的归一化后的数值。
优选地，所述第二调节因子还基于所述匹配箱的阻抗与目标阻抗之间的相位误差得到；
所述第二调节因子具体为Cp_error＝c·ΔPhase+d·ΔMag，c为相位对Cp的影响因子，d为幅值对Cp的影响因子。
优选地，所述目标阻抗为50Ω。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种匹配箱的阻抗调节系统，包括：
获取单元，用于获取匹配箱中的相位电容的容值Cs和幅值电容的容值Cp；
补偿步长增益计算单元，用于根据预设补偿步长增益关系式得到相位电容的第一补偿步长增益Gset(Cs)和幅值电容的第二补偿步长增益Gset(Cp)，其中，所述补偿步长增益关系式为：
Figure BDA0002450318680000031
Figure BDA0002450318680000032
其中，gain(Cs)为所述相位电容的默认最大移动步长，Cs max和Cs min分别为所述相位电容的最大值和最小值，gain(Cp)为所述幅值电容的默认最大移动步长，Cp max和Cp min分别为相位电容的最大值和最小值；
步长确定单元，用于将所述第一补偿步长增益Gset(Cs)与第一调节因子Cs_error的乘积作为相位电容的第一调节步长Cs_step(Cs)，将所述第二补偿步长增益Gset(Cp)与第二调节因子Cp_error的乘积作为幅值电容的第二调节步长Cp_step(Cp)；其中，Cs_error基于所述匹配箱的阻抗与目标阻抗之间的相位误差得到，Cp_error基于所述匹配箱的阻抗与目标阻抗之间的幅值误差得到；
电容调节单元，用于利用所述第一调节步长对所述相位电容的极板之间距离进行调节，利用所述第二调节步长对幅值电容的极板之间位置进行调节。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种匹配箱的阻抗调节装置，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述所述匹配箱的阻抗调节方法的步骤
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、步进电机及控制模块，还包括如上述所述的匹配箱的阻抗调节装置。
本发明提供了一种匹配箱的阻抗调节方法，考虑到待调节极板处于不同位置也即不同容值的相位电容/幅值电容对应的匹配箱的阻抗的敏感度是不同的，也即以相同步长对不同容值的相位电容/幅值电容进行调节时，得到的不同的容值处的匹配箱的阻抗的变化量是不同的。基于此，本申请根据相位电容及幅值电容的待调节极板的位置—容值—容值处阻抗的变化量的关系建立了补偿步长增益关系式，从而使得相位电容/幅值电容的不同容值处对应的补偿步长增益是不同的，从而与调节因子的配合调整阻抗的变化量，使得相位电容/幅值电容的不同容值处的阻抗的变化量基本相同，减小匹配误差，降低匹配难度，提高匹配速度及精度。此外，本申请中的第一补偿步长增益还考虑到了幅值电容的影响，第二补偿步长增益还考虑到了相位电容的影响，二者配合起来调节，进一步提高了匹配速度及匹配精度。
本发明还提供了一种匹配箱的阻抗调节装置、系统及射频电源系统，具有与上述方法相同的效果。
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为匹配箱的简化模型的结构示意图；
图2为现有技术中的匹配箱的幅值归一化图；
图3为现有技术中的匹配箱的相位归一化图；
图4为本发明提供的一种匹配箱的阻抗调节方法的过程流程图；
图5为本发明提供的一种
Figure BDA0002450318680000041
与Cs及Cp之间关系的仿真图；
图6为本申请中的匹配箱的相位误差归一化图；
图7为本申请中的匹配箱的幅值误差归一化图；
图8为本发明提供的一种匹配箱的阻抗的轨迹图；
图9为本发明提供的一种电容移动的轨迹图；
图10为本发明提供的一种匹配箱的阻抗调节系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种匹配箱的阻抗调节方法、系统、装置及射频电源系统，减小匹配误差，降低匹配难度，提高匹配速度及精度。
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4，图4为本发明提供的一种匹配箱的阻抗调节方法的过程流程图。
该方法包括：
S11：获取匹配箱中的相位电容的容值Cs和幅值电容的容值Cp；
S12：根据预设补偿步长增益关系式得到相位电容的第一补偿步长增益Gset(Cs)和幅值电容的第二补偿步长增益Gset(Cp)，其中，补偿步长增益关系式为：
Figure BDA0002450318680000051
Figure BDA0002450318680000052
其中，gain(Cs)为相位电容的默认最大移动步长，Cs max和Cs min分别为相位电容的最大值和最小值，gain(Cp)为幅值电容的默认最大移动步长，Cp max和Cp min分别为相位电容的最大值和最小值；
S13：将第一补偿步长增益Gset(Cs)与第一调节因子Cs_error的乘积作为相位电容的第一调节步长Cs_step(Cs)，将第二补偿步长增益Gset(Cp)与第二调节因子Cp_error的乘积作为幅值电容的第二调节步长Cp_step(Cp)；其中，Cs_error基于匹配箱的阻抗与目标阻抗之间的相位误差得到，Cp_error基于匹配箱的阻抗与目标阻抗之间的幅值误差得到；
S14：利用第一调节步长对相位电容的极板之间距离进行调节，利用第二调节步长对幅值电容的极板之间位置进行调节。
首先需要说明的是，本申请中，匹配箱的阻抗指的是匹配箱的输入端口的阻抗。
考虑到电容的容值与其极板之间的距离呈正比例关系，在实际应用中可以通过调节步进电机的步长来调整极板之间的距离，进而调整电容的容值。具体地，可以固定一个极板，将另外一个极板作为待调节极板，则待调节极板的位置不同，该电容的容值也是不同的。
在匹配箱中，可以通过调节相位电容的容值和/或幅值电容的容值来对匹配箱的阻抗进行调节，而申请人发现，相位电容和/或幅值电容在不同的容值处发生改变时，匹配箱的阻抗的敏感度也即匹配箱的阻抗的变化量是不同的，这就使得现有技术中基于固定步长增益对相位电容及幅值电容进行电容调节时，相同的容值变化量对应的阻抗变化量却时大时小，给阻抗匹配带来难度。
与现有技术中基于固定步长增益对电容的容值进行调节不同的是，本申请考虑到上述技术问题，基于待调节极板的位置与相位电容/幅值电容的容值的关系，相位电容/幅值电容的容值与匹配箱中阻抗的变化量的关系，相位电容和幅值电容调节时的影响关系建立补偿步长增益关系式，具体包括相位电容的容值Cs与第一补偿步长增益的关系式：
Figure BDA0002450318680000061
及幅值电容的容值Cp与第二补偿步长增益的关系式：
Figure BDA0002450318680000062
需要说明的是，默认最大移动步长可由用户根据实际情况来设定。
请参照图5，图5为本发明提供的一种
Figure BDA0002450318680000063
与Cs及Cp之间关系的仿真图。
在获取到当前相位电容的容值Cs和幅值电容的容值Cp后，代入到上述两个关系式中便可分别得到相位电容的第一补偿步长增益Gset(Cs)及幅值电容的第二补偿步长增益Gset(Cp)。可见，相位电容/幅值电容的不同容值处对应的补偿步长增益是不同的。
此外，考虑到匹配箱的阻抗与相位电容和幅值电容的关系，因此，还将匹配箱的相位误差及幅值误差作为反馈来对相位电容和幅值电容的容值进行调整。具体地，在得到补偿步长增益后，便可和调节因子结合得到调节步长，其中，相位电容的第一调节步长Cs_step(Cs)＝Gset(Cs)·Cs_error；幅值电容的第二调节步长Cp_step(Cp)＝Gset(Cp)·Cp_error。其中，Cs_error基于匹配箱的阻抗与目标阻抗之间的相位误差得到，Cp_error基于匹配箱的阻抗与目标阻抗之间的幅值误差得到。
基于相位电容及幅值电容的可变补偿步长增益及调节因子得到相位电容的第一调节步长和幅值电容的第二调节步长后，利用第一调节步长对相位电容的极板之间距离进行调节，利用第二调节步长对幅值电容的极板之间位置进行调节，便可实现对匹配箱的阻抗的调节，从而使得使得相位电容/幅值电容的不同容值处的阻抗的变化量基本相同。作为一种优选地实施例，目标阻抗为50Ω。
考虑到现有的射频电源的阻抗通常为50Ω，为与射频电源的阻抗匹配，这里的目标阻抗可以设置成50Ω，当然，还可以设置成其他数值，本申请在此不作特别的限定。
综上，本申请根据相位电容及幅值电容的待调节极板的位置—容值—容值处阻抗的变化量的关系建立了补偿步长增益关系式，从而使得相位电容/幅值电容的不同容值处对应的补偿步长增益是不同的，从而与调节因子的配合调整阻抗的变化量，使得相位电容/幅值电容的不同容值处的阻抗的变化量(或者理解成阻抗的斜率)基本相同，减小匹配误差，降低匹配难度，提高匹配速度及精度。此外，本申请中的第一补偿步长增益还考虑到了幅值电容的影响，第二补偿步长增益还考虑到了相位电容的影响，二者配合起来调节，进一步提高了匹配速度及匹配精度。
在上述实施例的基础上：
作为一种优选地实施例，第一调节因子还基于匹配箱的阻抗与目标阻抗之间的幅值误差得到；
第一调节因子具体为Cs_error＝a·ΔPhase+b·ΔMag；
a为相位对Cs的影响因子，b为幅值对Cs的影响因子，ΔMag为匹配箱的阻抗与目标阻抗之间的幅值误差的归一化后的数值，ΔPhase为匹配箱的阻抗与目标阻抗之间的相位误差的归一化后的数值。
作为一种优选地实施例，第二调节因子还基于匹配箱的阻抗与目标阻抗之间的相位误差得到；
第二调节因子具体为Cp_error＝c·ΔPhase+d·ΔMag，c为相位对Cp的影响因子，d为幅值对Cp的影响因子。
具体地，考虑到现有技术中，仅单独利用相位电容来对匹配箱的阻抗的相位进行调节，仅单独利用幅值电容来对匹配箱的阻抗的幅值进行调节，而在实际调节过程中，在通过对相位电容对匹配箱的阻抗的相位进行调节时，实际上对匹配箱的阻抗的幅值也会产生影响，在通过幅值电容来对匹配箱的阻抗的幅值进行调节时，实际上也会对匹配箱的阻抗的相位产生影响。而现有技术中的第一调节因子仅考虑匹配箱的阻抗与目标阻抗之间的相位误差，第二调节因子仅考虑匹配箱的阻抗与目标阻抗之间的幅值误差，从而难以同时找到满足要求的Cs和Cp。
本申请考虑到上述问题，除了在上述补偿步长增益的计算过程中考虑到了相位电容和幅值电容在调节过程中的相互影响，还在调节因子中考虑到相位电容和幅值电容在调节过程中的相互影响。
具体地，为了实现幅值和相位的范围统一，首先对匹配箱的阻抗的幅值误差和相位误差进行归一化处理，其中，匹配箱的阻抗为Zmatch＝R+jX，其中，R为电阻，X为电抗。以匹配箱中电压V＝RV+jXV和电流I＝RI+jXI的相位差(θV-θI)为横坐标，相位误差ΔPhase为纵坐标，对Zmatch的相位误差进行归一化处理，多次测量后，得到相位误差归一化曲线图，具体请参照图6。其中，θV和θI可以通过传感器测量得到。
以幅值误差lg(|Zmatch|/Zo)为横坐标，相位误差ΔMag为纵坐标，对Zmatch的幅值误差进行归一化处理，多次测量后，得到幅值误差归一化曲线图，具体请参照图7。
其中，
Figure BDA0002450318680000091
可见，在将幅值和相位的范围统一后，再将相位电容和幅值电容在调节过程中的的相互影响关系引入到调节因子中，其中，第一调节因子Cs_error＝a·ΔPhase+b·ΔMag，第二调节因子Cp_error＝c·ΔPhase+d·ΔMag，a、b、c及d的范围在-1到1之间，具体数值有射频电源系统决定。
请参照图8和图9，其中，图8为本发明提供的一种匹配箱的阻抗的轨迹图，图9为本发明提供的一种电容移动的轨迹图，其中，Y轴为相位电容的容值Cs和幅值电容的容值Cp，X轴为计算次数。
综上，本申请在对相位电容和幅值电容调节时考虑到了互相的影响，采取交叉控制，具体地，根据现阶段阻抗的幅值与相位的变化，同时对相位电容和幅值电容进行调整，加快了匹配的速度，同时也提高了精度。
请参照图10，图10为本发明提供的一种匹配箱的阻抗调节系统的结构示意图，该系统包括：
获取单元1，用于获取匹配箱中的相位电容的容值Cs和幅值电容的容值Cp；
补偿步长增益计算单元2，用于根据预设补偿步长增益关系式得到相位电容的第一补偿步长增益Gset(Cs)和幅值电容的第二补偿步长增益Gset(Cp)，其中，补偿步长增益关系式为：
Figure BDA0002450318680000092
Figure BDA0002450318680000093
步长确定单元3，用于将第一补偿步长增益Gset(Cs)与第一调节因子Cs_error的乘积作为相位电容的第一调节步长Cs_step(Cs)，将第二补偿步长增益Gset(Cp)与第二调节因子Cp_error的乘积作为幅值电容的第二调节步长Cp_step(Cp)；其中，Cs_error基于匹配箱的阻抗与目标阻抗之间的相位误差得到，Cp_error基于匹配箱的阻抗与目标阻抗之间的幅值误差得到；
电容调节单元4，用于利用第一调节步长对相位电容的极板之间距离进行调节，利用第二调节步长对幅值电容的极板之间位置进行调节。
本发明还提供了一种匹配箱的阻抗调节装置，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行计算机程序时实现如上述匹配箱的阻抗调节方法的步骤
本发明还提供了一种射频电源系统，包括射频电源，匹配箱、步进电机及控制模块，还包括如上述的匹配箱的阻抗调节装置。
对于本发明提供的一种匹配箱的阻抗调节系统、装置及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 (7)

1.一种匹配箱的阻抗调节方法，其特征在于，包括：
获取匹配箱中的相位电容的容值Cs和幅值电容的容值Cp；
根据预设补偿步长增益关系式得到相位电容的第一补偿步长增益Gset(Cs)和幅值电容的第二补偿步长增益Gset(Cp)，其中，所述补偿步长增益关系式为：
Figure FDA0002450318670000011
Figure FDA0002450318670000012
其中，gain(Cs)为所述相位电容的默认最大移动步长，Csmax和Csmin分别为所述相位电容的最大值和最小值，gain(Cp)为所述幅值电容的默认最大移动步长，Cpmax和Cpmin分别为相位电容的最大值和最小值；
将所述第一补偿步长增益Gset(Cs)与第一调节因子Cs_error的乘积作为相位电容的第一调节步长Cs_step(Cs)，将所述第二补偿步长增益Gset(Cp)与第二调节因子Cp_error的乘积作为幅值电容的第二调节步长Cp_step(Cp)；其中，Cs_error基于所述匹配箱的阻抗与目标阻抗之间的相位误差得到，Cp_error基于所述匹配箱的阻抗与目标阻抗之间的幅值误差得到；
利用所述第一调节步长对所述相位电容的极板之间距离进行调节，利用所述第二调节步长对幅值电容的极板之间位置进行调节。
2.如权利要求1所述的匹配箱的阻抗调节方法，其特征在于，所述第一调节因子还基于所述匹配箱的阻抗与目标阻抗之间的幅值误差得到；
所述第一调节因子具体为Cs_error＝a·ΔPhase+b·ΔMag；
a为相位对Cs的影响因子，b为幅值对Cs的影响因子，ΔMag为所述匹配箱的阻抗与目标阻抗之间的幅值误差的归一化后的数值，ΔPhase为所述匹配箱的阻抗与目标阻抗之间的相位误差的归一化后的数值。
3.如权利要求2所述的匹配箱的阻抗调节方法，其特征在于，所述第二调节因子还基于所述匹配箱的阻抗与目标阻抗之间的相位误差得到；
所述第二调节因子具体为Cp_error＝c·ΔPhase+d·ΔMag，c为相位对Cp的影响因子，d为幅值对Cp的影响因子。
4.如权利要求1所述的匹配箱的阻抗调节方法，其特征在于，所述目标阻抗为50Ω。
5.一种匹配箱的阻抗调节系统，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取匹配箱中的相位电容的容值Cs和幅值电容的容值Cp；
补偿步长增益计算单元，用于根据预设补偿步长增益关系式得到相位电容的第一补偿步长增益Gset(Cs)和幅值电容的第二补偿步长增益Gset(Cp)，其中，所述补偿步长增益关系式为：
Figure FDA0002450318670000021
Figure FDA0002450318670000022
其中，gain(Cs)为所述相位电容的默认最大移动步长，Csmax和Csmin分别为所述相位电容的最大值和最小值，gain(Cp)为所述幅值电容的默认最大移动步长，Cpmax和Cpmin分别为相位电容的最大值和最小值；
步长确定单元，用于将所述第一补偿步长增益Gset(Cs)与第一调节因子Cs_error的乘积作为相位电容的第一调节步长Cs_step(Cs)，将所述第二补偿步长增益Gset(Cp)与第二调节因子Cp_error的乘积作为幅值电容的第二调节步长Cp_step(Cp)；其中，Cs_error基于所述匹配箱的阻抗与目标阻抗之间的相位误差得到，Cp_error基于所述匹配箱的阻抗与目标阻抗之间的幅值误差得到；
电容调节单元，用于利用所述第一调节步长对所述相位电容的极板之间距离进行调节，利用所述第二调节步长对幅值电容的极板之间位置进行调节。
6.一种匹配箱的阻抗调节装置，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述匹配箱的阻抗调节方法的步骤。
7.一种射频电源系统，其特征在于，包括射频电源，匹配箱、步进电机及控制模块，还包括如权利要求6所述的匹配箱的阻抗调节装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115865031A (zh) * 2022-12-12 2023-03-28 华中科技大学 一种用于射频系统的搜索记忆式阻抗匹配调节方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030184319A1 (en) * 2002-02-08 2003-10-02 Daihen Corporation Impedance matching device provided with reactance-impedance table
US20070152678A1 (en) * 2005-12-14 2007-07-05 Daihen Corporation Plasma processing system
CN101217096A (zh) * 2007-01-04 2008-07-09 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 一种快速rf自动阻抗匹配方法
US20110214811A1 (en) * 2010-03-04 2011-09-08 Tokyo Electron Limited Automatic matching method, computer-readable storage medium, automatic matching unit, and plasma processing apparatus
CN102611373A (zh) * 2011-01-19 2012-07-25 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 步进电机的控制方法、装置及阻抗匹配器
CN105097397A (zh) * 2014-05-22 2015-11-25 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 阻抗匹配装置及半导体加工设备
CN107154787A (zh) * 2016-03-04 2017-09-12 朗姆研究公司 用于以逐步方式调谐阻抗匹配网络的系统和方法
CN110400734A (zh) * 2018-04-24 2019-11-01 新动力等离子体株式会社 虚拟电阻自动匹配方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030184319A1 (en) * 2002-02-08 2003-10-02 Daihen Corporation Impedance matching device provided with reactance-impedance table
US20070152678A1 (en) * 2005-12-14 2007-07-05 Daihen Corporation Plasma processing system
CN101217096A (zh) * 2007-01-04 2008-07-09 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 一种快速rf自动阻抗匹配方法
US20110214811A1 (en) * 2010-03-04 2011-09-08 Tokyo Electron Limited Automatic matching method, computer-readable storage medium, automatic matching unit, and plasma processing apparatus
CN102611373A (zh) * 2011-01-19 2012-07-25 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 步进电机的控制方法、装置及阻抗匹配器
CN105097397A (zh) * 2014-05-22 2015-11-25 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 阻抗匹配装置及半导体加工设备
CN107154787A (zh) * 2016-03-04 2017-09-12 朗姆研究公司 用于以逐步方式调谐阻抗匹配网络的系统和方法
CN110400734A (zh) * 2018-04-24 2019-11-01 新动力等离子体株式会社 虚拟电阻自动匹配方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
汪洪波等: "真空射频阻抗自动匹配方法分析", 《真空》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115865031A (zh) * 2022-12-12 2023-03-28 华中科技大学 一种用于射频系统的搜索记忆式阻抗匹配调节方法
CN115865031B (zh) * 2022-12-12 2023-09-29 华中科技大学 一种用于射频系统的搜索记忆式阻抗匹配调节方法

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