CN104349567A - 射频电源***和利用射频电源***进行阻抗匹配的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种射频电源***，该射频电源***包括射频电源、电连接在所述射频电源与等离子体腔室之间的自动阻抗匹配器，其中，所述射频电源的频率能够在最小预定频率和最大预定频率之间调节，通过调节所述射频电源的频率以及通过所述自动阻抗匹配器调节匹配网络的输入阻抗能够使得匹配网络的输入阻抗与所述射频电源的恒定输出阻抗相等。本发明还提供一种利用射频电源***进行阻抗匹配的方法。利用本发明所提供的射频电源***可以在较短的时间内即可达到阻抗匹配。

Description

射频电源***和利用射频电源***进行阻抗匹配的方法

技术领域

本发明涉及阻抗匹配技术领域，具体地，涉及一种射频电源***和一种利用该射频电源***进行阻抗匹配的方法。

背景技术

典型的射频等离子发生装置中，恒定输出阻抗的射频电源10产生固定频率的射频波，为等离子体腔室30提供射频功率，以激发产生用于刻蚀或用于其它工艺的等离子体。其中射频发生器的恒定输出阻抗通常为50Ω，产生的固定频率通常为13.56MHz。通常情况下，等离子体腔室30的非线性负载阻抗与射频电源10的恒定输出阻抗并不相等，所以，在射频电源10与等离子体腔室30之间会存在比较严重的阻抗失配，从而使得位于射频电源10与等离子体腔室30之间的射频传输线上存在较大的反射功率，造成射频电源10产生的功率无法全部输送给等离子体腔室30。

为了解决这一问题，现有技术中通常在射频电源10与等离子腔室之间设置一个自动阻抗匹配器20，如图1所示。该自动阻抗匹配器20包括阻抗传感器22、控制器21以及执行机构23，其中执行机构23中进一步包括匹配网络中的可变阻抗元件以及改变可变阻抗元件值的驱动装置。这里所提到的匹配网络是指由可变阻抗元件以及等离子体腔室30的非线性负载阻抗组成的网络。阻抗传感器22检测位于自动阻抗匹配器20与射频电源10之间的射频传输线上的电压、电流、前向功率以及反向功率等参数，为控制器21提供匹配控制算法所需要的输入量。该输入量通常是根据电压、电流、前向功率以及反向功率等参数进一步计算出的参数。其中，反向功率即前面所介绍的反射功率，同时阻抗传感器22还用于检测匹配网络的输入阻抗，输出给控制器21。控制器21根据阻抗传感器22提供的输入量以及匹配网络的输入阻抗，通过某种匹配控制算法，及删除可变阻抗元件的调整量，并输出给执行机构23中的驱动装置，驱动装置根据来自控制器21的调整量改变可变阻抗元件的阻抗，从而使得匹配网络的输入阻抗与射频电源10的恒定输出阻抗相等，即，达到阻抗匹配。这样，射频传输线上的反射功率为零，射频发生器产生的功率全部输送到了等离子体腔室30。

由于可调元件较少，整个匹配***的匹配范围较窄，若选用可变范围大的元件，响应速度较慢，且成本较高。因此，如何调高阻抗匹配***的调节范围以及提高阻抗匹配***的响应速度成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种射频电源***和一种利用该射频电源***进行阻抗匹配的方法，所述射频电源***可以快速完成阻抗匹配。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供一种射频电源***，该射频电源***包括射频电源和电连接在所述射频电源与等离子体腔室之间的自动阻抗匹配器，其中，所述射频电源的频率能够在最小预定频率和最大预定频率之间调节，通过调节所述射频电源的频率以及通过所述自动阻抗匹配器调节匹配网络的输入阻抗能够使得匹配网络的输入阻抗与所述射频电源的恒定输出阻抗相等。

优选地，所述自动阻抗匹配器包括阻抗传感器、控制器和执行机构，所述阻抗传感器用于检测所述执行机构的初始阻抗以及所述射频电源的初始频率，并将所述执行机构的初始阻抗以及所述射频电源的初始频率发送给所述控制器，所述控制器能够根据所述执行机构的初始阻抗、所述射频电源的初始频率以及所述等离子体腔室的等效阻抗计算所述匹配网络的初始输入阻抗，并且根据该初始输入阻抗调节所述射频电源的频率以及控制执行机构的阻抗。

优选地，所述执行机构包括阻抗可调元件和可调匝数比的变压器，通过调节该变压器的匝数比能够调节所述匹配网络的输入阻抗的阻抗值的实部，通过调节所述阻抗可调元件的阻抗能够调节所述匹配网络的输入阻抗的阻抗值的虚部。

优选地，所述阻抗可调元件包括第一电容和电感，该第一电容和电感与所述等离子体腔室串联，所述第一电容为可调电容，和/或所述电感为可调电感。

优选地，所述第一电容和所述电感均串联在所述变压器的输入端。

优选地，所述阻抗可调元件均设置在所述变压器的输出端，且所述阻抗可调元件包括第二电容和第三电容，所述第二电容为可调电容，且该第二电容与所述等离子体腔室并联，所述第三电容与所述等离子体腔室串联。

作为本发明的另一个方面，提供一种利用射频电源***进行阻抗匹配的方法，所述的射频电源***射频电源、电连接在所述射频电源与等离子体腔室之间的自动阻抗匹配器，其中，所述射频电源的频率能够在最小预定频率和最大预定频率之间调节，所述自动阻抗匹配方法包括：

步骤100、利用自动阻抗匹配器检测获取预先确定的等离子体腔室的等效阻抗，并计算匹配网络的初始输入阻抗；

步骤200、调节所述射频电源的频率，并利用所述自动阻抗匹配器调节匹配网络的输入阻抗，以使得所述匹配网络的输入阻抗与所述射频电源的恒定输出阻抗相等。

优选地，所述自动阻抗匹配器包括阻抗传感器、控制器和执行机构；

所述步骤100包括利用所述阻抗传感器检测所述匹配网络的初始输入阻抗以及所述射频电源的初始频率，并将所述匹配网络的初始输入阻抗以及所述射频电源的初始频率发送给所述控制器，利用所述控制器计算所述匹配网络的初始输入阻抗；

所述步骤200包括利用所述控制器根据所述匹配网络的初始输入阻抗调节所述射频电源的频率以及控制执行机构的阻抗。

优选地，所述执行机构包括阻抗可调元件和可调匝数比的变压器；

所述步骤200包括：

步骤210、调节所述变压器的匝数比，以使得所述匹配网络的输入阻抗的阻抗值的实部等于所述射频电源的恒定输出阻抗；

步骤220、调节所述阻抗可调元件的阻抗和所述射频电源的频率，以使所述匹配网络的输入阻抗的阻抗值的虚部为零。

优选地，所述步骤220包括：

步骤221、根据所述匹配初始阻抗和所述射频电源的初始射频之间的关系确定当所述匹配网络的输入阻抗与所述射频电源的恒定输出阻抗相等时所述射频电源的匹配频率；

步骤222、对所述阻抗可调元件进行调节，以使得所述匹配网络的输入阻抗与所述射频电源的恒定输出阻抗相等。

在本发明中，自动阻抗匹配器可以调节匹配网络的输入阻抗。与现有技术中相似，自动阻抗匹配器也可以包括阻抗可调元件，通过调节阻抗可调元件的阻抗来调节匹配网络的输入阻抗。通过调节射频电源的频率与自动阻抗匹配器对匹配网络的调节相结合，可以增加整个射频电源***的匹配范围。并且，在利用本发明所提供的射频电源***进行自动阻抗匹配时，可以无需增加自动阻抗匹配器中阻抗可调元件的调节范围，从而使得在较短的时间内即可达到阻抗匹配。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是现有的射频自动阻抗匹配器的组成结构示意图；

图2是本发明所述的射频电源***的结构示意图；

图3是本发明所述的射频电源***的第一种实施方式的示意图；

图4是本发明所述的射频电源***的第二种实施方式的示意图；

图5是本发明所述的射频电源***的第三种实施方式的示意图；

图6是本发明所述的射频电源***的第四种实施方式的示意图；

图7是本发明所述的射频电源***的第五种实施方式的示意图；

图8是本发明所述的利用该射频电源***进行阻抗匹配的方法的流程图；

图9是展示图8中所述的方法中的步骤200的流程图。

附图标记说明

10：射频电源    20：自动阻抗匹配器

21：控制器      22：阻抗传感器

23：执行机构    30：等离子体腔室

23a：变压器     23b：阻抗可调元件

231b：电感      232b：第一电容

233b：第二电容  234b：第三电容

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

如图2所示，作为本发明的一个方面，提供一种射频自动匹配***，该射频自动匹配***包括射频电源10、等离子体腔室30和电连接在射频电源10与等离子体腔室30之间的自动阻抗匹配器20，其中，射频电源10的频率能够在最小预定频率f_min和最大预定频率f_max之间调节，通过调节射频电源10的频率，以及通过自动阻抗匹配器20调节匹配网络的输入阻抗能够使得匹配网络的输入阻抗与射频电源10的恒定输出阻抗相等（即，阻抗匹配）。

在本发明中，自动阻抗匹配器20可以调节匹配网络的输入阻抗。与现有技术中相似，自动阻抗匹配器20也可以包括阻抗可调元件，通过调节阻抗可调元件的阻抗来调节匹配网络的输入阻抗。通过将调节射频电源10的频率与自动阻抗匹配器20对匹配网络的调节相结合，可以增加整个射频电源***的匹配范围。并且，在利用本发明所提供的射频电源***进行自动阻抗匹配时，可以无需增加自动阻抗匹配器20中阻抗可调元件的调节范围，从而使得在较短的时间内即可达到阻抗匹配。

此外，在本发明中，可以通过数字调节的方式调节射频电源10的频率。即，通过控制器对射频电源10进行设定，即可调整射频电源10的频率。

通常，通过机械调节的形式调节阻抗可调元件的阻抗。即，通常可调元件包括可调电容和可调电感。可调电容包括电容量调节装置，可调电感包括电感量调节装置，在这种情况下，自动阻抗匹配器20还包括与可调电容的电容量调节装置相连的电容调节电机以及与可调电感的电感调节装置相连的电感调节电机。可以通过电容调节电机的转动来调节可调电容的电容量，可以通过电感调节电机的转动调节可调电感的电感值。

而数字调节的速度比机械调节的速度快，因此，本发明中，利用频率可调的射频电源以及自动阻抗匹配器20可以进一步缩短阻抗匹配所需的时间。

由于射频电源的调节范围较大，因此，在利用本发明所提供的射频电源进行自动阻抗匹配时，可以先调节射频电源的频率，以将匹配网络的输入阻抗调节至匹配阻抗附近，然后通过微调自动阻抗匹配器，使匹配网络的输入阻抗与射频电源10的恒定输出阻抗相等，从而可以进一步缩短阻抗匹配所需的时间。

本领域技术人员应当理解的是，可以单独控制射频电源10的频率。例如，可以在所述射频电源***中设置单独控制射频电源的频率的控制面板。

或者，可以利用自动阻抗匹配器20实现对射频电源10的频率的控制，从而便于实现自动阻抗匹配。并且，在本发明中，对自动阻抗匹配器20的具体结构并没有特殊限制，只要可以调节匹配网络的阻抗即可。具体地，如图2所示，自动阻抗匹配器20可以包括阻抗传感器22、控制器21和执行机构23，阻抗传感器22用于检测执行机构初始阻抗以及射频电源10的初始频率，并将执行机构的初始阻抗以及射频电源10的初始频率发送给控制器21。控制器21可以根据等离子体腔室30的等效阻抗、执行机构23的初始阻抗以及射频电源10的初始频率计算所述匹配网络的初始输入阻抗。随后控制器21可以根据计算得到的所述匹配网络的初始输入阻抗调节射频电源10的频率以及控制执行机构23的阻抗，以达到阻抗匹配。

通常，所述匹配网络的输入阻抗Z的形式为Z=Z_a+Z_b，其中，Z_a为输入阻抗Z的实部，Z_b为输入阻抗Z的虚部。实现阻抗匹配后，需要满足输入阻抗Z的实部Z_a为射频电源10的恒定输出阻抗，而输入阻抗Z的虚部Z_b为零。

因此，在利用本发明所提供的射频电源***实现自动阻抗匹配时，可以先将匹配网络的输入阻抗的实部Z_a调节至射频电源10的恒定输出阻抗，再将匹配网络的输入阻抗的虚部Z_b调节为零。

作为本发明的优选实施方式，执行机构23可以包括可调匝数比的变压器23a和阻抗可调元件23b。可以通过调节变压器23a的匝数比可以将匹配网络的输入阻抗的阻抗值的实部Z_a调节至射频电源10的恒定输出阻抗。

通过调节阻抗可调元件23b的阻抗可以将匹配网络的输入阻抗的阻抗值的虚部Z_b调节为零。

在本发明中，对阻抗可调元件23b的具体结构并没有特殊限定，只要可以将匹配网络的输入阻抗的虚部调节为零即可，例如，如图3至图6中所示，阻抗可调元件23b包括第一电容232b和电感231b，该第一电容232b和电感231b与所述等离子体腔室30串联，第一电容232b为可调电容，和/或电感231b为可调电感。

下面通过具体的实施方式介绍可调匝数比的变压器23a的工作原理。

如图3所示，在本发明所提供的射频电源***的第一种实施方式中，第一电容232b为可调电容，电感231b为固定电感（即，电感值不可调），阻抗可调元件23b包括第一电容232b和电感231b，该第一电容232b和电感231b与所述等离子体腔室30串联，所述第一电容232b为可调电容。设定此时等离子体腔室30的等效阻抗为R+jX。

因此，图中变压器右侧部分的输入阻抗为：

$Z_1=R+\mathrm{jX}+j{\mathrm{\ω}}_0{L}_{231b}-j\frac{1}{{\mathrm{\ω}}_0{C}_{232b,0}};$

整个匹配网络的输入阻抗为：

$Z_0=n^{2}R+{{\mathrm{jn}}_0}^2(X+{\mathrm{\ω}}_0{L}_{231b}-\frac{1}{{\mathrm{\ω}}_0{C}_{231b,0}}).$

其中，C_232b,0为第一电容232b的初始电容值（通常为第一电容232b的最大电容值的一半），L_231b为电感231b的电感值，ω₀为射频电源10的初始角频率（本领域技术人员应当理解的是，射频电源10的频率f与角频率ω满足：ω=2πf），n₀为变压器23a的匝数比。

匹配网络的输入阻抗的实部为n₀ ²R，虚部为其中，X与等离子体腔室30的类型有关，可以为感性（ω₀L₀）或容性

由此可知，所述匹配网络的输入阻抗的实部只与变压器23a的匝数比有关，而虚部与射频电源10的角频率ω以及第一电容232b的电容值有关。所以，在自动匹配的过程中，可以同时调节阻抗的实部与虚部，使得实部为射频电源10的恒定输出阻抗R₁₀（通常为50Ω），虚部为0。

例如当等离子体腔室30的等效阻抗为R+jωL₀时，阻抗传感器检测到的阻抗Z₀为：

$Z_0=n^2(R+{\mathrm{j\ω}}_0{L}_0+{\mathrm{j\ω}}_0{L}_{231b}-j\frac{1}{{\mathrm{\ωC}}_{232b,0}})=n^{2}R+{\mathrm{jn}}^2[{\mathrm{\ω}}_0(L_0+L_{231b})-\frac{1}{{\mathrm{\ω}}_0{C}_{232b,0}}].$

在阻抗匹配后，变压器的匝数比为n_m，实部n_m ²R为射频电源10的恒定输出阻抗R₁₀，因此，射频电源10的频率为ω_m，第一电容232b的电容值为C_232b,m，且虚部满足以下公式：因此，射频电源10的角频率为ω_m与第一电容232b的电容值C_232b,m满足该公式：

在利用本发明所提供的射频电源自动匹配阻抗时，可以先将变压器23a的匝数比n调节至n_m，然后分别调节射频电源10的角频率和第一电容232b的电容值，以使得射频电源10的角频率和第一电容232b的电容值满足应当理解的是，ω_m和C_232b,m并没有特定的值。

具体地，首先利用控制器21计算如果控制器21计算得到的则将射频电源10的频率直接调至f_min（ω_min=2πf_min），随后对第一电容232b的电容值进行微调，使得此时，最小角频率ω_min即为ω_m。

同理若则将射频电源10的频率直接调至f_max（ω_min=2πf_min），随后对第一电容232b进行微调，使得此时，最大角频率ω_max即为ω_m。

如果在最小角频率ω_min和最大角频率ω_max之间，那么利用控制器21将射频电源10的频率调节至附近，再微调第一电容232b，以使

应当理解的是，在上述三种情况中，阻抗匹配时，射频电源的频率以及第一电容232b的电容值都是不相等的。

在本发明的第二种实施方式中，如图4所示，第一电容232b为可调电容，电感231b为可调电感（即，电感值可调）。在调节匹配网络的输入阻抗的虚部时，可以同时调节第一电容232b和电感231b，具体与第一种实施方式类似，这里不再赘述。在利用本发明的第二种实施方式的射频***进行自动阻抗匹配时所需的匹配时间更短。

此外，在本发明中，对第一电容232b和电感231b的设置位置并没有特殊的限定。例如，在图5中所示的本发明的第三种实施方式中，第一电容232b串联在变压器23a的输出端，而电感231b串联在变压器23a的输入端。

容易理解的是，在第三种实施方式中，匹配网络的输入阻抗为：

$Z_0=n^{2}R+j(n^{2}X-\frac{n^2}{{\mathrm{\ω}}_0{C}_{232b,0}}+{\mathrm{\ω}}_0{L}_{231b}).$

同样地，在阻抗匹配后，变压器的匝数比为n_m，实部n_m ²R为射频电源10的恒定输出阻抗R₁₀，因此，射频电源10的频率为ω_m，第一电容232b的电容值为C_232b,m，且虚部满足以下公式：有该公式可以得出ω_m和C_232b,m之间的关系。从而可以利用控制器21调节射频电源10、变压器23a和第一电容232b，以实现阻抗匹配。具体的调节方法与第一种实施方式中所公开的调节方法类似，这里不再赘述。

在图6中所示的本发明的第四种实施方式中，电感231b和第一电容232b均串联在变压器23a的输入端。此时，匹配网络的输入阻抗为：

$Z_0=n^{2}R+j(n^{2}X-\frac{1}{{\mathrm{\ω}}_0{C}_{232b,0}}+{\mathrm{\ω}}_0{L}_{231b}).$

同样地，在阻抗匹配后，变压器的匝数比为n_m，实部n_m ²R为射频电源10的恒定输出阻抗R₁₀，因此，射频电源10的频率为ω_m，第一电容232b的电容值为C_232b,m，且虚部满足以下公式：有该公式可以得出ω_m和C_232b,m之间的关系。从而可以利用控制器21调节射频电源10、变压器23a和第一电容232b，以实现阻抗匹配。具体调节方式与第一种实施方式中的调节方式类似，这里不再赘述。

在本发明的第五种实施方式中，如图7所示，阻抗可调元件23b均设置在变压器23a的输出端，且阻抗可调元件23b包括第二电容233b和第三电容234b，所述第二电容233b为可调电容，且该第二电容233b与等离子体腔室30并联，第三电容234b与等离子体腔室30串联。此时的匹配网络为“L”型网络。

当等离子体腔室300的等效阻抗为R+jωL时，图7中变压器右侧的部分的导纳Y₁为：

$Y_1=\frac{1}{n^2}[\frac{R}{R^2+P^2}+j({\mathrm{\ω}}_0{C}_{233b,0}-\frac{P}{R^2+P^2})];$

匹配网络的输入导纳Y₀为：

$Y_0=\frac{R}{n^2(R^2+P^2)}+j\frac{1}{n^2}({\mathrm{\ω}}_0{C}_{233b,0}-\frac{P}{R^2+P^2});$

其中， $P={\mathrm{\ω}}_{0}L-\frac{1}{{\mathrm{\ω}}_0{C}_{234b,0}}.$

匹配网络的输入导纳Y₀的实部为匹配网络的输入导纳Y₀的虚部为同样地，在阻抗匹配后，变压器的匝数比为n_m，实部为射频电源10的恒定输出阻抗R₁₀的倒数，且虚部满足以下公式：根据以上两个公式可以计算出ω_m和C_233b,m之间的关系。从而可以利用控制器21调节射频电源10、变压器23a和第四电容234b，以实现阻抗匹配。具体调节方式与第一种实施方式中的调节方式类似，这里不再赘述。

相应于本发明的射频电源***，如图8所示，还提供一种利用射频电源***进行阻抗匹配的方法，所述的射频电源***射频电源、电连接在所述射频电源与等离子体腔室之间的自动阻抗匹配器，其中，所述射频电源的频率能够在最小预定频率和最大预定频率之间调节，所述自动阻抗匹配方法包括：

步骤100、利用自动阻抗匹配器检测获取预先确定的等离子体腔室的等效阻抗，并计算匹配网络的初始输入阻抗；

步骤200、调节所述射频电源的频率，并利用所述自动阻抗匹配器调节匹配网络的输入阻抗，以使得所述匹配网络的输入阻抗与所述射频电源的恒定输出阻抗相等。

由于射频电源的调节范围较大，因此，在利用本发明所提供的射频电源进行自动阻抗匹配时，可以先调节射频电源的频率，以将匹配网络的输入阻抗调节至匹配阻抗附近，然后通过微调自动阻抗匹配器，使匹配网络的输入阻抗与射频电源的恒定输出阻抗相等，从而可以进一步缩短阻抗匹配所需的时间。

应当理解的是，此处所述的射频电源***可以为本发明中所提供的上述射频电源***。

在所述自动阻抗匹配器包括阻抗传感器、控制器和执行机构的情况下：

所述步骤100包括利用所述阻抗传感器检测所述匹配网络的初始输入阻抗以及所述射频电源的初始频率，并将所述匹配网络的初始输入阻抗以及所述射频电源的初始频率发送给所述控制器，利用所述控制器计算所述匹配网络的初始输入阻抗；

所述步骤200包括利用所述控制器根据所述匹配网络的初始输入阻抗调节所述射频电源的频率以及控制执行机构的阻抗。

在所述执行机构包括阻抗可调元件和可调匝数比的变压器的情况下，如图9所示，所述步骤200包括：

步骤210、调节所述变压器的匝数比，以使得所述匹配网络的输入阻抗的阻抗值的实部等于所述射频电源的恒定输出阻抗；

步骤220、调节所述阻抗可调元件的阻抗和所述射频电源的频率，以使所述匹配网络的输入阻抗的阻抗值的虚部为零。

具体地，所述步骤220包括：

步骤221、根据所述匹配初始阻抗和所述射频电源的初始射频之间的关系确定当所述匹配网络的输入阻抗与所述射频电源的恒定输出阻抗相等时所述射频电源的匹配频率；

步骤222、对所述阻抗可调元件进行调节，以使得所述匹配网络的输入阻抗与所述射频电源的恒定输出阻抗相等。

上文第一种实施方式中已经给出了具体如何根据所述匹配初始阻抗和所述射频电源的初始射频之间的关系确定当所述匹配网络的输入阻抗与所述射频电源的恒定输出阻抗相等时所述射频电源的匹配频率，这里不再赘述。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明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发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种射频电源***，该射频电源***包括射频电源和电连接在所述射频电源与等离子体腔室之间的自动阻抗匹配器，其特征在于，所述射频电源的频率能够在最小预定频率和最大预定频率之间调节，通过调节所述射频电源的频率以及通过所述自动阻抗匹配器调节匹配网络的输入阻抗能够使得匹配网络的输入阻抗与所述射频电源的恒定输出阻抗相等。

2.根据权利要求1所述的射频电源***，其特征在于，所述自动阻抗匹配器包括阻抗传感器、控制器和执行机构，所述阻抗传感器用于检测所述执行机构的初始阻抗以及所述射频电源的初始频率，并将所述执行机构的初始阻抗以及所述射频电源的初始频率发送给所述控制器，所述控制器能够根据所述执行机构的初始阻抗、所述射频电源的初始频率以及所述等离子体腔室的等效阻抗计算所述匹配网络的初始输入阻抗，并且根据该初始输入阻抗调节所述射频电源的频率以及控制执行机构的阻抗。

3.根据权利要求2所述的射频电源***，其特征在于，所述执行机构包括阻抗可调元件和可调匝数比的变压器，通过调节该变压器的匝数比能够调节所述匹配网络的输入阻抗的阻抗值的实部，通过调节所述阻抗可调元件的阻抗能够调节所述匹配网络的输入阻抗的阻抗值的虚部。

4.根据权利要求3所述的射频电源***，其特征在于，所述阻抗可调元件包括第一电容和电感，该第一电容和电感与所述等离子体腔室串联，所述第一电容为可调电容，和/或所述电感为可调电感。

5.根据权利要求4所述的射频电源***，其特征在于，所述第一电容和所述电感均串联在所述变压器的输入端。

6.根据权利要求3所述的射频电源***，其特征在于，所述阻抗可调元件均设置在所述变压器的输出端，且所述阻抗可调元件包括第二电容和第三电容，所述第二电容为可调电容，且该第二电容与所述等离子体腔室并联，所述第三电容与所述等离子体腔室串联。

7.一种利用射频电源***进行阻抗匹配的方法，所述的射频电源***射频电源、电连接在所述射频电源与等离子体腔室之间的自动阻抗匹配器，其特征在于，所述射频电源的频率能够在最小预定频率和最大预定频率之间调节，所述自动阻抗匹配方法包括：

步骤100、利用自动阻抗匹配器检测获取预先确定的等离子体腔室的等效阻抗，并计算匹配网络的初始输入阻抗；

步骤200、调节所述射频电源的频率，并利用所述自动阻抗匹配器调节匹配网络的输入阻抗，以使得所述匹配网络的输入阻抗与所述射频电源的恒定输出阻抗相等。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述自动阻抗匹配器包括阻抗传感器、控制器和执行机构；

所述步骤100包括利用所述阻抗传感器检测所述匹配网络的初始输入阻抗以及所述射频电源的初始频率，并将所述匹配网络的初始输入阻抗以及所述射频电源的初始频率发送给所述控制器，利用所述控制器计算所述匹配网络的初始输入阻抗；

所述步骤200包括利用所述控制器根据所述匹配网络的初始输入阻抗调节所述射频电源的频率以及控制执行机构的阻抗。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述执行机构包括阻抗可调元件和可调匝数比的变压器；

所述步骤200包括：

步骤210、调节所述变压器的匝数比，以使得所述匹配网络的输入阻抗的阻抗值的实部等于所述射频电源的恒定输出阻抗；

步骤220、调节所述阻抗可调元件的阻抗和所述射频电源的频率，以使所述匹配网络的输入阻抗的阻抗值的虚部为零。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤220包括：

步骤221、根据所述匹配初始阻抗和所述射频电源的初始射频之间的关系确定当所述匹配网络的输入阻抗与所述射频电源的恒定输出阻抗相等时所述射频电源的匹配频率；

步骤222、对所述阻抗可调元件进行调节，以使得所述匹配网络的输入阻抗与所述射频电源的恒定输出阻抗相等。