CN116190190A - 自动阻抗匹配方法、装置、***、电子设备及存储介质 - Google Patents

自动阻抗匹配方法、装置、***、电子设备及存储介质 Download PDF

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CN116190190A CN202310455632.6A CN202310455632A CN116190190A CN 116190190 A CN116190190 A CN 116190190A CN 202310455632 A CN202310455632 A CN 202310455632A CN 116190190 A CN116190190 A CN 116190190A
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Abstract

本申请涉及半导体制造领域，具体而言，涉及一种自动阻抗匹配方法、装置、***、电子设备及存储介质，包括以下步骤：获取负载端的相位信息UPhase以及幅值信息UMAG，根据相位信息UPhase和幅值信息UMAG计算获取阻抗判断信息Urms；在阻抗判断信息大于预设的匹配电压阈值时，重复执行第一调节命令，直到阻抗判断信息小于或等于匹配电压阈值；第一调节命令包括：仅调节第一可调电容C1，使阻抗判断信息Urms调节至极小值；仅调节第二可调电容C2或第三可调电容C3，使阻抗判断信息Urms调节至极小值，该方法通过循环调整使阻抗判断信息Urms产生新的最小值直到小于或等于匹配电压阈值，从而快速实现阻抗匹配。

Description

自动阻抗匹配方法、装置、***、电子设备及存储介质
技术领域
本申请涉及半导体制造领域，具体而言，涉及一种自动阻抗匹配方法、装置、***、电子设备及存储介质。
背景技术
随着科技及现代工业的发展，射频电源的应用也越来越广泛，现已深入到真空镀膜，等离子设备清洗，半导体刻蚀等多个领域，包括射频放电、射频加热等方面的应用，射频电源的作用是为后端的反应腔室提供高频能量，将输入的气体等离子体化后获得活性分子。由于反应腔室的气体，在等离子体化前后，其阻抗特性变化剧烈，如果阻抗失配，将会有较大的射频功率从腔体反射回射频电源，造成射频电源的损坏。因为须在射频电源及反应腔室间设置阻抗匹配箱，用以进行二者的阻抗匹配，从而将功率高效率馈入反应腔室。
现有的自动阻抗匹配方法一般为通过阻抗匹配器定向耦合等方式进行阻抗匹配，具体为通过采集信息的入射电压和反射电压的幅值，将反射系数的幅值作为阻抗匹配网络调节的参考值进行阻抗匹配，但该调节方式由于没有检测负载的实时相位信息，需要不断测量阻抗的变化以实现阻抗匹配，因此需要进行多次迭代才能完成阻抗匹配，从而导致匹配时匹配时间长且匹配精度较低。
针对上述问题，目前尚未有有效的技术解决方案。
发明内容
本申请的目的在于提供一种自动阻抗匹配方法、装置、***、电子设备及存储介质，旨在解决自动匹配阻抗计算量大、效率较低的问题。
第一方面，本申请提供了一种自动阻抗匹配方法，用于在阻抗匹配箱中完成阻抗匹配，阻抗匹配箱包括由并联电容组和第三可调电容C3组成的匹配调节单元，并联电容组由第一可调电容C1和第二可调电容C2并联组成，一种自动阻抗匹配方法包括以下步骤：
S1、获取负载端的相位信息
Figure SMS_1
以及幅值信息/>
Figure SMS_2
，并根据相位信息
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和幅值信息/>
Figure SMS_4
计算获取阻抗判断信息/>
Figure SMS_5
；
S2、在阻抗判断信息
Figure SMS_6
大于预设的匹配电压阈值时，重复执行第一调节命令，直到阻抗判断信息/>
Figure SMS_7
小于或等于匹配电压阈值；
第一调节命令包括：
仅调节第一可调电容C1，使阻抗判断信息
Figure SMS_8
调节至极小值；
仅调节第二可调电容C2或第三可调电容C3，使阻抗判断信息
Figure SMS_9
调节至极小值。
本申请提供的自动阻抗匹配方法，实时获取阻抗匹配箱中的负载端的相位信息
Figure SMS_10
和幅值信息/>
Figure SMS_11
，通过先仅对第一可调电容C1进行调节，使此时的阻抗判断信息调节至极小值，随后根据匹配网络的类型选择对第二可调电容C2或第三可调电容C3进行调节，使此时的阻抗判断信息调节至极小值，在对可调电容进行调节的过程中实时获取阻抗判断信息，并重复对可调电容进行调节，直到阻抗判断信息小于或等于匹配电压阈值，该匹配方式通过上述调节方法不断刷新阻抗判断信息/>
Figure SMS_12
的最小值从而快速将阻抗判断信息
Figure SMS_13
降低至小于或等于匹配电压阈值而实现阻抗匹配，且该方式可根据不同的匹配网络选择对不同的可调电容进行调节，因此该调节方式可适用于不同的匹配网络。
可选地，本申请提供的一种自动阻抗匹配方法，在步骤S2中，当匹配网络为Gama型，第一调节命令为：
仅调节第一可调电容C1，使阻抗判断信息
Figure SMS_14
调节至极小值；
仅调节第三可调电容C3，使阻抗判断信息
Figure SMS_15
调节至极小值。
可选地，本申请提供的一种自动阻抗匹配方法，在步骤S2中，当匹配网络为Pi型，第一调节命令为：
仅调节第一可调电容C1，使阻抗判断信息
Figure SMS_16
调节至极小值；
仅调节第二可调电容C2，使阻抗判断信息
Figure SMS_17
调节至极小值。
可选地，本申请提供的一种自动阻抗匹配方法，步骤S2包括以下步骤：
S21、在阻抗判断信息
Figure SMS_18
大于预设的匹配电压阈值时，重复执行第一调节命令，直到阻抗判断信息/>
Figure SMS_19
小于或等于匹配电压阈值，或者重复执行第一调节命令直到重复的次数大于预设的循环次数阈值。
在实际测试过程中得出，通过该方式仅需循环2-3次即可完成阻抗匹配，因此，本申请通过设置循环次数阈值，在循环次数超过该阈值时完成阻抗匹配，从而避免出现由于其他因素导致匹配完成但一直在循环调整过程，从而影响匹配效率。
可选地，本申请提供的一种自动阻抗匹配方法，在步骤S1中，阻抗判断信息
Figure SMS_20
的计算公式为：
Figure SMS_21
。
可选地，本申请提供的一种自动阻抗匹配方法，相位信息
Figure SMS_22
为基于连接于阻抗匹配箱中的二极管平衡鉴相器所测取的输出电压，幅值信息/>
Figure SMS_23
为基于连接于阻抗匹配箱中的二极管幅值检测器所测取的输出电压。
本申请提出的自动阻抗匹配方法，实时获取阻抗匹配箱中的负载端的相位信息
Figure SMS_24
和幅值信息/>
Figure SMS_25
，通过先仅对第一可调电容C1进行调节，使此时的阻抗判断信息调节至极小值，随后根据匹配网络的类型选择对第二可调电容C2或第三可调电容C3进行调节，使此时的阻抗判断信息调节至极小值，在对可调电容进行调节的过程中实时获取阻抗判断信息，并重复对可调电容进行调节，直到阻抗判断信息小于或等于匹配电压阈值，该匹配方式通过上述调节方法不断刷新阻抗判断信息/>
Figure SMS_26
的最小值从而快速将阻抗判断信息
Figure SMS_27
降低至小于或等于匹配电压阈值而实现阻抗匹配，且该方式可根据不同的匹配网络选择对不同的可调电容进行调节，因此该调节方式可适用于不同的匹配网络，且通过预设循环次数阈值，进一步保证匹配效率。
第二方面，本申请还提供了一种自动阻抗匹配装置，用于在阻抗匹配箱中完成阻抗匹配，阻抗匹配箱包括由并联电容组和第三可调电容C3组成的匹配调节单元，并联电容组由第一可调电容C1和第二可调电容C2并联组成，自动阻抗匹配装置包括：
获取模块，用于获取负载端的相位信息
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以及幅值信息/>
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，并根据相位信息/>
Figure SMS_30
和幅值信息/>
Figure SMS_31
计算获取阻抗判断信息/>
Figure SMS_32
；
调节模块，用于在阻抗判断信息
Figure SMS_33
大于预设的匹配电压阈值时，重复执行第一调节命令，直到阻抗判断信息/>
Figure SMS_34
小于或等于匹配电压阈值；
第一调节命令包括：
仅调节第一可调电容C1，使阻抗判断信息
Figure SMS_35
调节至极小值；
仅调节第二可调电容C2或第三可调电容C3，使阻抗判断信息
Figure SMS_36
调节至极小值。
本申请提供的自动阻抗匹配装置，实时获取阻抗匹配箱中的负载端的相位信息
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和幅值信息/>
Figure SMS_38
，通过先仅对第一可调电容C1进行调节，使此时的阻抗判断信息调节至极小值，随后根据匹配网络的类型选择对第二可调电容C2或第三可调电容C3进行调节，使此时的阻抗判断信息调节至极小值，在对可调电容进行调节的过程中实时获取阻抗判断信息，并重复对可调电容进行调节，直到阻抗判断信息小于或等于匹配电压阈值，通过上述调节装置不断刷新阻抗判断信息/>
Figure SMS_39
的最小值从而快速将阻抗判断信息/>
Figure SMS_40
降低至小于或等于匹配电压阈值而实现阻抗匹配，且该方式可根据不同的匹配网络选择对不同的可调电容进行调节，因此该调节方式可适用于不同的匹配网络，且本方案通过设置循环次数阈值，进一步保证匹配效率。
第三方面，本申请还提供了一种自动阻抗匹配***，用于在阻抗匹配箱中完成阻抗匹配，包括：
反应腔室，用于为等离子体活化提供反应空间；
射频电源，用于为等离子体活化提供能量；
阻抗匹配箱，用于通过调节内部可调电容完成阻抗的调节变化，阻抗匹配箱包括由并联电容组和第三可调电容C3组成的匹配调节单元，并联电容组由第一可调电容C1和第二可调电容C2并联组成；
实时电压检测器，用于实时获取负载端的相位信息
Figure SMS_41
以及幅值信息/>
Figure SMS_42
；
循环匹配单元，用于在阻抗判断信息
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大于预设的匹配电压阈值时，重复执行第一调节命令，直到阻抗判断信息/>
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小于或等于匹配电压阈值，第一调节命令包括：/>
仅调节第一可调电容C1，使阻抗判断信息
Figure SMS_45
调节至极小值；
仅调节第二可调电容C2或第三可调电容C3，使阻抗判断信息
Figure SMS_46
调节至极小值；
控制器，控制器与射频电源、阻抗匹配箱、实时电压检测器、循环匹配单元电性连接；
控制器用于通过实时电压检测器获取负载端的相位信息
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以及幅值信息
Figure SMS_48
，并根据相位信息/>
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和幅值信息/>
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计算获取阻抗判断信息/>
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；
控制器还用于通过循环匹配单元在阻抗判断信息
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大于预设的匹配电压阈值时，重复执行第一调节命令，直到阻抗判断信息/>
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小于或等于匹配电压阈值。
本申请提供的自动阻抗匹配***，控制器控制实时电压检测器实时获取阻抗匹配箱中的负载端的相位信息
Figure SMS_54
和幅值信息/>
Figure SMS_55
，然后控制循环匹配单元先仅对第一可调电容C1进行调节，使此时的阻抗判断信息调节至极小值，随后根据匹配网络类型选择仅对第二可调电容C2或第三可调电容C3进行调节，使此时的阻抗判断信息调节至极小值，在对可调电容的调节过程中实时获取阻抗判断信息，并重复对可调电容进行调节直到阻抗判断信息小于或等于匹配电压阈值，通过上述匹配***不断刷新阻抗判断信息/>
Figure SMS_56
的最小值从而快速将阻抗判断信息/>
Figure SMS_57
降低至小于或等于匹配电压阈值而实现阻抗匹配，且该方式可根据不同的匹配网络选择对不同的可调电容进行调节，因此该调节方式可适用于不同的匹配网络。
第四方面，本申请还提供了一种电子设备，包括处理器以及存储器，存储器存储有计算机可读取指令，当计算机可读取指令由处理器执行时，运行如上述第一方面提供的自动阻抗匹配方法的步骤：获取负载端的相位信息
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以及幅值信息/>
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，并根据相位信息/>
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和幅值信息/>
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计算获取阻抗判断信息/>
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；在阻抗判断信息/>
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大于预设的匹配电压阈值时，重复执行第一调节命令，直到阻抗判断信息/>
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小于或等于匹配电压阈值；第一调节命令包括：仅调节第一可调电容C1，使阻抗判断信息/>
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调节至极小值；仅调节第二可调电容C2或第三可调电容C3，使阻抗判断信息/>
Figure SMS_61
调节至极小值。
第五方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，运行如上述第一方面提供的自动阻抗匹配方法的步骤：获取负载端的相位信息
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以及幅值信息/>
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，并根据相位信息/>
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和幅值信息/>
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计算获取阻抗判断信息/>
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；在阻抗判断信息/>
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大于预设的匹配电压阈值时，重复执行第一调节命令，直到阻抗判断信息/>
Figure SMS_75
小于或等于匹配电压阈值；第一调节命令包括：仅调节第一可调电容C1，使阻抗判断信息/>
Figure SMS_69
调节至极小值；仅调节第二可调电容C2或第三可调电容C3，使阻抗判断信息/>
Figure SMS_70
调节至极小值。
由上可知，本申请提供的自动阻抗匹配方法、装置、***、电子设备及存储介质，该匹配方法实时获取阻抗匹配箱中的负载端的相位信息
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和幅值信息/>
Figure SMS_77
，通过先仅对第一可调电容C1进行调节，使此时的阻抗判断信息/>
Figure SMS_78
调节至极小值，随后根据匹配网络的类型选择对第二可调电容C2或第三可调电容C3进行调节，使此时的阻抗判断信息调节至极小值，在对可调电容进行调节的过程中实时获取阻抗判断信息，并重复对可调电容进行调节，直到阻抗判断信息小于或等于匹配电压阈值，该匹配方式通过上述调节方法不断刷新阻抗判断信息/>
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的最小值从而快速将阻抗判断信息/>
Figure SMS_80
降低至小于或等于匹配电压阈值而实现阻抗匹配，且该方式可根据不同的匹配网络选择对不同的可调电容进行调节，因此该调节方式可适用于不同的匹配网络，且本方案通过设置循环次数阈值，进一步保证匹配效率。
本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种自动阻抗匹配方法的步骤流程图。
图2为本申请实施例提供的匹配调节单元的结构示意图。
图3为本申请实施例中Gama型匹配网络中反射系数随电容值变化的示意图。
图4为本申请实施例中Pi型匹配网络中反射系数随电容值变化的示意图。
图5为本申请实施例提供的一种自动阻抗匹配装置的结构示意图。
图6为本申请实施例提供的一种自动阻抗匹配***的结构示意图。
图7为本申请实施例提供的一种电子设备。
标号说明：1、射频电源；2、阻抗匹配箱；3、反应腔室；4、实时电压检测器；5、控制器；6、循环匹配单元；100、获取模块；200、调节模块；91、处理器；92、存储器；93、通信总线。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在现有的阻抗匹配方法中，通常为通过阻抗匹配器定向耦合等方式进行阻抗匹配，具体为通过采集信息的入射电压和反射电压的幅值，将反射系数的幅值作为阻抗匹配网络调节的参考值进行阻抗匹配，但该方式由于未考虑相位的因素，导致匹配时间长且匹配精度较低。
第一方面，参考图1和图2，图1为本申请实施例提供的一种自动阻抗匹配方法的步骤流程图，图2为本申请实施例提供的匹配调节单元的结构示意图，图1所示的一种自动阻抗匹配方法，用于在阻抗匹配箱2中完成阻抗匹配，阻抗匹配箱2包括由并联电容组和第三可调电容C3组成的匹配调节单元，并联电容组由第一可调电容C1和第二可调电容C2并联组成，一种自动阻抗匹配方法包括以下步骤：
S1、获取负载端的相位信息
Figure SMS_81
以及幅值信息/>
Figure SMS_82
，并根据相位信息
Figure SMS_83
和幅值信息/>
Figure SMS_84
计算获取阻抗判断信息/>
Figure SMS_85
；
S2、在阻抗判断信息
Figure SMS_86
大于预设的匹配电压阈值时，重复执行第一调节命令，直到阻抗判断信息/>
Figure SMS_87
小于或等于匹配电压阈值；
第一调节命令包括：
仅调节第一可调电容C1，使阻抗判断信息
Figure SMS_88
调节至极小值；
仅调节第二可调电容C2或第三可调电容C3，使阻抗判断信息
Figure SMS_89
调节至极小值。
具体地，调节可调电容的方式为调节电容量，在调节可调电容的电容量的过程中，获得的相位信息
Figure SMS_90
以及幅值信息/>
Figure SMS_91
将对应发生变化，导致计算获取的阻抗判断信息/>
Figure SMS_92
发生变化。
具体地，阻抗匹配箱2内具有匹配调节单元，在本实施例中，匹配调节单元适用于对Pi型匹配网络和Gama型（倒L型）匹配网络进行阻抗匹配，具体地，匹配调节单元包括由第一可调电容C1和第二可调电容C2并联组成的并联电容组和与并联电容组串联的第三可调电容C3，并联电容组中还包括第一电感L1，第一电感L1的两端分别与第一可调电容C1和第二可调电容C2连接，在调节第一可调电容C1、第二可调电容C2或第三可调电容C3时，实时采集负载端的幅值信息
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和相位信息/>
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，并根据幅值信息/>
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和相位信息
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实时输出阻抗判断信息，具体地，相位信息/>
Figure SMS_97
用于表征经过阻抗匹配箱中两个二极管的两个输入信号之间的相位差信息，具体地，匹配箱中还包括二极管平衡鉴相器，具体地，二极管平衡鉴相器指的是能够鉴别出输入信号的相位差的器件，是使输出电压与两个输入信号之间的相位差有确定关系的电路，在本实施例中，二极管平衡鉴相器具有两个二极管，通过施加在两个二极管的输入信号，测量二极管平衡鉴相器输出端的电压，从而表征两个输入信号的相位差信息；幅值信息/>
Figure SMS_98
用于表征经过阻抗匹配箱中两个二极管的两个输入信号之间的幅值比信息，具体地，阻抗匹配箱中还包括二极管幅值检测器，峰值检波器就是能够检测出交流信号峰值的器件，峰值检波电路的输入是被检测的信号，输出在理想情况下是一个稳定的电压（交流信号的峰值），二极管幅值检测器中具有两个二极管，通过施加在两个二极管的输入信号，测量二极管幅值检测器输出端的电压，即可表征两个输入信号的幅值比信息，即幅值信息/>
Figure SMS_99
。
具体地，参照图3，图3为本申请实施例中Gama型匹配网络中反射系数随电容值变化的示意图，在Gama型匹配网络中，反射系数随第一可调电容C1和第三可调电容C3变化，当第一可调电容C1恒定，反射系数随第三可调电容C3变化，且当第三可调电容C3调节到某个位置时，反射系数存在极小值，且此时通过测量相位信息
Figure SMS_100
和幅值信息/>
Figure SMS_101
，并计算得出的阻抗判断信息/>
Figure SMS_102
也为极小值；在第三可调电容C3恒定时，反射系数随第一可调电容C1变化，且当第一可调电容C1调节到某个位置时，反射系数存在极小值，同时阻抗判断信息/>
Figure SMS_103
也为极小值，因此可以得出，在调节第一可调电容C1或第三可调电容C3时，阻抗判断信息/>
Figure SMS_104
会出现极小值，且在循环对第一可调电容C1或第三可调电容C3进行调节时，阻抗判断信息/>
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将不断更新极小值，因此在本方案中，可通过调节第一可调电容C1或第三可调电容C3，使阻抗判断信息/>
Figure SMS_106
逐步减小直到完成阻抗匹配。
同理，参照图4，图4为本申请实施例中Pi型匹配网络中反射系数随电容值变化的示意图，在Pi型匹配网络中，反射系数随第一可调电容C1和第二可调电容C2变化，当第一可调电容C1恒定，反射系数随第二可调电容C2变化，且当第二可调电容C2调节到某个位置时，反射系数存在极小值，且此时通过测量相位信息
Figure SMS_107
和幅值信息/>
Figure SMS_108
，并计算得出的阻抗判断信息/>
Figure SMS_109
也为极小值；在第二可调电容C2恒定时，反射系数随第一可调电容C1变化，且当第一可调电容C1调节到某个位置时，反射系数存在极小值，同时阻抗判断信息
Figure SMS_110
也为极小值，因此可以得出，在调节第一可调电容C1或第二可调电容C2时，阻抗判断信息/>
Figure SMS_111
会出现极小值，且在循环对第一可调电容C1或第二可调电容C2进行调节时，阻抗判断信息/>
Figure SMS_112
将不断更新极小值，因此在本方案中，可通过调节第一可调电容C1或第二可调电容C2，使阻抗判断信息/>
Figure SMS_113
逐步减小直到完成阻抗匹配。
在本实施例中，当阻抗完全匹配时，幅值信息
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和相位信息/>
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均为零，即输出的阻抗判断信息/>
Figure SMS_116
也为零，在实际操作中，若需要使阻抗完全匹配则需要的调节次数较多，从而导致匹配时间较长，因此，优选地，在本实施例中，在匹配前预设匹配电压阈值，当输出的阻抗判断信息/>
Figure SMS_117
小于或等于该匹配电压阈值时，即可完成阻抗匹配，因此，该匹配电压阈值应基于匹配后的阻抗不会对后续环节产生影响的前提下设置，通过设置匹配电压阈值，实现在不影响后续工艺的前提下减少对可调电容的调节次数，从而提高阻抗匹配的效率。
优选地，在一些实施方式中，当在对第一可调电容C1、第二可调电容C2或第三可调电容C3中的其中一个电容进行调节时，输出的阻抗判断信息已经小于或等于匹配电压阈值时，则无需对其他可调电容进行调节，从而提高匹配效率。
本申请实施例中的自动阻抗匹配方法，实时获取阻抗匹配箱2中的负载端的相位信息
Figure SMS_118
和幅值信息/>
Figure SMS_119
，通过先仅对第一可调电容C1进行调节，使此时的阻抗判断信息/>
Figure SMS_120
调节至极小值，随后根据匹配网络的需要选择仅对第二可调电容C2或第三可调电容C3中的一个调节，使此时的阻抗判断信息调节至极小值，在对可调电容调节的过程中实时获取阻抗判断信息，直到阻抗判断信息小于或等于匹配电压阈值即完成阻抗匹配，该匹配方式通过上述调节方法不断刷新阻抗判断信息/>
Figure SMS_121
的最小值从而快速将阻抗判断信息/>
Figure SMS_122
降低至小于或等于匹配电压阈值而实现阻抗匹配，且该方式可根据不同的匹配网络选择对不同的可调电容进行调节，因此该调节方式可适用于不同的匹配网络。
在一些优选的实施方式中，在步骤S2中，当匹配网络为Gama型，第一调节命令为：
仅调节第一可调电容C1，使阻抗判断信息
Figure SMS_123
调节至极小值；
仅调节第三可调电容C3，使阻抗判断信息
Figure SMS_124
调节至极小值。
具体地，在一些实施例中，当需要进行阻抗匹配的匹配网络为Gama型网络（即倒L型网络）时，需要保持第二可调电容C2恒定不变，仅调节第一可调电容C1和第三可调电容C3即可。
可选地，在一些实施例中，对Gama型网络（即倒L型网络）进行阻抗匹配时，保持第一可调电容C1和第二可调电容C2恒定，仅调节第三可调电容C3，使此时的阻抗判断信息
Figure SMS_125
为极小值，随后保持第二可调电容C2和第三可调电容C3恒定，仅调节第一可调电容C1，使此时的阻抗判断信息/>
Figure SMS_126
为极小值，循环该调整步骤，直到阻抗判断信息/>
Figure SMS_127
小于或等于匹配电压阈值即可完成阻抗匹配。
在一些优选的实施方式中，在步骤S2中，当匹配网络为Pi型，第一调节命令为：
仅调节第一可调电容C1，使阻抗判断信息
Figure SMS_128
调节至极小值；
仅调节第二可调电容C2，使阻抗判断信息
Figure SMS_129
调节至极小值。
具体地，在一些实施例中，当需要进行阻抗匹配的匹配网络为Pi型网络时，需要保持第三可调电容C3恒定不变，仅调节第一可调电容C1和第二可调电容C2即可。
可选地，在一些实施例中，对Pi型网络进行阻抗匹配时，保持第一可调电容C1和第三可调电容C3恒定，仅调节第二可调电容C2，使此时的阻抗判断信息
Figure SMS_130
为极小值，随后保持第二可调电容C2和第三可调电容C3恒定，仅调节第一可调电容C1，使此时的阻抗判断信息/>
Figure SMS_131
为极小值，循环该调整步骤，直到阻抗判断信息/>
Figure SMS_132
小于或等于匹配电压阈值即可完成阻抗匹配。
优选地，由于在本方案中，无论是针对Gama型网络还是Pi型网络，均需要对第一可调电容C1进行调整，因此，在本实施例中，先保持第二可调电容C2和第三可调电容C3恒定，调节第一可调电容C1，使此时的阻抗判断信息
Figure SMS_133
调整为极小值，然后根据需要进行阻抗匹配的网络是Gama型网络还是Pi型网络而选择对第二可调电容C2或是第三可调电容C3进行调节。
在一些优选的实施方式中，步骤S2包括以下步骤：
S21、在阻抗判断信息
Figure SMS_134
大于预设的匹配电压阈值时，重复执行第一调节命令，直到阻抗判断信息/>
Figure SMS_135
小于或等于匹配电压阈值，或重复执行第一调节命令直到重复的次数大于预设的循环次数阈值。
具体地，在实际操作过程中，阻抗匹配过程仅需循环两到三次即可实现阻抗匹配，而在一些实施例中，可能会出现由于电子元件故障等其他因素导致输出的阻抗判断信息与实际不相等而始终无法小于或等于匹配阈值信息的问题，进而导致循环过程不断循环，因此，优选地，在本实施例中，除了设置匹配电压阈值外，还另外设置循环次数阈值，当实际循环次数超过该循环次数阈值仍显示阻抗判断信息大于匹配电压阈值时，默认完成阻抗匹配。
在一些优选的实施方式中，在步骤S1中，阻抗判断信息
Figure SMS_136
的计算公式为：
Figure SMS_137
。
具体地，在对可调电容进行调节的过程中，输出的相位信息
Figure SMS_139
和幅值信息
Figure SMS_142
会对应发生改变，且在调节过程中，需要使反射系数减小到一定程度才能实现阻抗匹配，在本实施例中，相位信息/>
Figure SMS_144
和幅值信息/>
Figure SMS_140
随反射系数改变而改变，因此在本实施例中通过阻抗判断信息/>
Figure SMS_141
表征相位信息/>
Figure SMS_143
和幅值信息/>
Figure SMS_145
的变化趋势，当阻抗判断信息/>
Figure SMS_138
为极小值时，表示此时反射系数也为极小值。
在一些优选的实施方式中，相位信息
Figure SMS_146
为基于连接于阻抗匹配箱中的二极管平衡鉴相器所测取的输出电压，幅值信息/>
Figure SMS_147
为基于连接于阻抗匹配箱中的二极管幅值检测器所测取的输出电压。
具体地，在本实施例中，二极管平衡鉴相器包括两个二极管，通过测量二极管平衡鉴相器中的输出端的电压作为相位信息
Figure SMS_148
，用于表征经过阻抗匹配箱中两个二极管的两个输入信号之间的相位差信息，二极管幅值检测器中包括两个二极管，通过测量二极管幅值检测器中的输出端的电压作为幅值信息/>
Figure SMS_149
，用于表征经过阻抗匹配箱中两个二极管的两个输入信号之间的幅值比信息。
本实施例提供的自动阻抗匹配方法，实时获取阻抗匹配箱2中的负载端的相位信息
Figure SMS_150
和幅值信息/>
Figure SMS_151
，通过先仅对第一可调电容C1进行调节，使此时的阻抗判断信息/>
Figure SMS_152
调节至极小值，随后根据匹配网络的需要选择仅对第二可调电容C2或第三可调电容C3中的一个调节，使此时的阻抗判断信息调节至极小值，在对可调电容调节的过程中实时获取阻抗判断信息，直到阻抗判断信息小于或等于匹配电压阈值即完成阻抗匹配，该匹配方式通过上述调节方法不断刷新阻抗判断信息/>
Figure SMS_153
的最小值从而快速将阻抗判断信息/>
Figure SMS_154
降低至小于或等于匹配电压阈值而实现阻抗匹配，且该方式可根据不同的匹配网络选择对不同的可调电容进行调节，因此该调节方式可适用于不同的匹配网络，且本方案通过设置循环次数阈值，进一步保证匹配效率。
第二方面，参考图5，图5为本申请实施例提供的一种自动阻抗匹配装置的结构示意图，图5所示的一种自动阻抗匹配装置，用于在阻抗匹配箱2中完成阻抗匹配，阻抗匹配箱2包括由并联电容组和第三可调电容C3组成的匹配调节单元，并联电容组由第一可调电容C1和第二可调电容C2并联组成，自动阻抗匹配装置包括：
获取模块100，用于获取负载端的相位信息
Figure SMS_155
以及幅值信息/>
Figure SMS_156
，并根据相位信息/>
Figure SMS_157
和幅值信息/>
Figure SMS_158
计算获取阻抗判断信息/>
Figure SMS_159
；
调节模块200，用于在阻抗判断信息
Figure SMS_160
大于预设的匹配电压阈值时，重复执行第一调节命令，直到阻抗判断信息/>
Figure SMS_161
小于或等于匹配电压阈值；
第一调节命令包括：
仅调节第一可调电容C1，使阻抗判断信息
Figure SMS_162
调节至极小值；
仅调节第二可调电容C2或第三可调电容C3，使阻抗判断信息
Figure SMS_163
调节至极小值。
本实施例提供的自动阻抗匹配装置，通过获取模块100实时获取阻抗匹配箱2中的负载端的相位信息
Figure SMS_164
和幅值信息/>
Figure SMS_165
，然后通过调节模块200先仅对第一可调电容C1进行调节，使此时的阻抗判断信息/>
Figure SMS_166
调节至极小值，随后根据匹配网络的需要选择仅对第二可调电容C2或第三可调电容C3中的一个调节，使此时的阻抗判断信息调节至极小值，在对可调电容调节的过程中实时获取阻抗判断信息，直到阻抗判断信息小于或等于匹配电压阈值即完成阻抗匹配，通过上述调节装置不断刷新阻抗判断信息/>
Figure SMS_167
的最小值从而快速将阻抗判断信息/>
Figure SMS_168
降低至小于或等于匹配电压阈值而实现阻抗匹配，且该方式可根据不同的匹配网络选择对不同的可调电容进行调节，因此该调节方式可适用于不同的匹配网络。
第三方面，参考图6，图6为本申请实施例提供的一种自动阻抗匹配***的结构示意图，图6所示的一种自动阻抗匹配***，用于在阻抗匹配箱2中完成阻抗匹配，包括：
反应腔室3，用于为等离子体活化提供反应空间；
射频电源1，用于为等离子体活化提供能量；
阻抗匹配箱2，用于通过调节内部可调电容完成阻抗的调节变化，阻抗匹配箱2包括由并联电容组和第三可调电容C3组成的匹配调节单元，并联电容组由第一可调电容C1和第二可调电容C2并联组成；
实时电压检测器4，用于实时获取负载端的相位信息
Figure SMS_169
以及幅值信息/>
Figure SMS_170
；
循环匹配单元6，用于在阻抗判断信息
Figure SMS_171
大于预设的匹配电压阈值时，重复执行第一调节命令，直到阻抗判断信息/>
Figure SMS_172
小于或等于匹配电压阈值，第一调节命令包括：
仅调节第一可调电容C1，使阻抗判断信息
Figure SMS_173
调节至极小值；
仅调节第二可调电容C2或第三可调电容C3，使阻抗判断信息
Figure SMS_174
调节至极小值；
控制器5，控制器5与射频电源1、阻抗匹配箱2、实时电压检测器4、循环匹配单元6电性连接；
控制器5用于通过实时电压检测器4获取负载端的相位信息
Figure SMS_175
以及幅值信息
Figure SMS_176
，并根据相位信息/>
Figure SMS_177
和幅值信息/>
Figure SMS_178
计算获取阻抗判断信息/>
Figure SMS_179
；
控制器5还用于通过循环匹配单元6在阻抗判断信息
Figure SMS_180
大于预设的匹配电压阈值时，重复执行第一调节命令，直到阻抗判断信息/>
Figure SMS_181
小于或等于匹配电压阈值。
本申请实施例提供的自动阻抗匹配***，控制器5控制实时电压检测器4实时获取阻抗匹配箱2中的负载端的相位信息
Figure SMS_182
和幅值信息/>
Figure SMS_183
，然后控制循环匹配单元6先仅对第一可调电容C1进行调节，使此时的阻抗判断信息/>
Figure SMS_184
调节至极小值，随后根据匹配网络的需要选择仅对第二可调电容C2或第三可调电容C3中的一个调节，使此时的阻抗判断信息调节至极小值，在对可调电容调节的过程中实时获取阻抗判断信息，直到阻抗判断信息小于或等于匹配电压阈值即完成阻抗匹配，通过上述匹配***不断刷新阻抗判断信息
Figure SMS_185
的最小值从而快速将阻抗判断信息/>
Figure SMS_186
降低至小于或等于匹配电压阈值而实现阻抗匹配，且该方式可根据不同的匹配网络选择对不同的可调电容进行调节，因此该调节方式可适用于不同的匹配网络。
第四方面，参考图7，图7为本申请提供的一种电子设备，包括：处理器91和存储器92，处理器91和存储器92通过通信总线93和/或其他形式的连接机构（未标出）互连并相互通讯，存储器92存储有处理器91可执行的计算机可读指令，当电子设备运行时，处理器91执行该计算机可读指令，以执行上述实施例的任一项可选的实现方式，以实现以下功能：获取负载端的相位信息
Figure SMS_189
以及幅值信息/>
Figure SMS_191
，并根据相位信息/>
Figure SMS_193
和幅值信息
Figure SMS_188
计算获取阻抗判断信息/>
Figure SMS_192
；在阻抗判断信息/>
Figure SMS_194
大于预设的匹配电压阈值时，重复执行第一调节命令，直到阻抗判断信息/>
Figure SMS_195
小于或等于匹配电压阈值；第一调节命令包括：仅调节第一可调电容C1，使阻抗判断信息/>
Figure SMS_187
调节至极小值；仅调节第二可调电容C2或第三可调电容C3，使阻抗判断信息/>
Figure SMS_190
调节至极小值。
第五方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器91执行时，执行上述实施例的任一项可选的实现方式中的方法，以实现以下功能：获取负载端的相位信息
Figure SMS_198
以及幅值信息/>
Figure SMS_201
，并根据相位信息/>
Figure SMS_203
和幅值信息/>
Figure SMS_197
计算获取阻抗判断信息/>
Figure SMS_200
；在阻抗判断信息/>
Figure SMS_202
大于预设的匹配电压阈值时，重复执行第一调节命令，直到阻抗判断信息/>
Figure SMS_204
小于或等于匹配电压阈值；第一调节命令包括：仅调节第一可调电容C1，使阻抗判断信息/>
Figure SMS_196
调节至极小值；仅调节第二可调电容C2或第三可调电容C3，使阻抗判断信息/>
Figure SMS_199
调节至极小值。
由上可知，本申请提供的自动阻抗匹配方法、装置、***、电子设备及存储介质，实时获取阻抗匹配箱2中的负载端的相位信息
Figure SMS_205
和幅值信息/>
Figure SMS_206
，通过先仅对第一可调电容C1进行调节，使此时的阻抗判断信息/>
Figure SMS_207
调节至极小值，随后根据匹配网络的需要选择仅对第二可调电容C2或第三可调电容C3中的一个调节，使此时的阻抗判断信息调节至极小值，在对可调电容的调节过程中实时获取阻抗判断信息，直到阻抗判断信息小于或等于匹配电压阈值即完成阻抗匹配，该匹配方式通过上述调节方法不断刷新阻抗判断信息
Figure SMS_208
的最小值从而快速将阻抗判断信息/>
Figure SMS_209
降低至小于或等于匹配电压阈值而实现阻抗匹配，且该方式可根据不同的匹配网络选择对不同的可调电容进行调节，因此该调节方式可适用于不同的匹配网络，且通过设置循环次数阈值，进一步保证匹配效率。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
在本文中，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。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动阻抗匹配方法，用于在阻抗匹配箱中完成阻抗匹配，其特征在于，所述阻抗匹配箱包括由并联电容组和第三可调电容C3组成的匹配调节单元，所述并联电容组由第一可调电容C1和第二可调电容C2并联组成，所述一种自动阻抗匹配方法包括以下步骤：
S1、获取负载端的相位信息
Figure QLYQS_1
以及幅值信息/>
Figure QLYQS_2
，并根据所述相位信息
Figure QLYQS_3
和所述幅值信息/>
Figure QLYQS_4
计算获取阻抗判断信息/>
Figure QLYQS_5
；
S2、在所述阻抗判断信息
Figure QLYQS_6
大于预设的匹配电压阈值时，重复执行第一调节命令，直到所述阻抗判断信息/>
Figure QLYQS_7
小于或等于所述匹配电压阈值；
所述第一调节命令包括：
仅调节所述第一可调电容C1，使所述阻抗判断信息
Figure QLYQS_8
调节至极小值；
仅调节所述第二可调电容C2或所述第三可调电容C3，使所述阻抗判断信息
Figure QLYQS_9
调节至极小值。
2.根据权利要求1所述的一种自动阻抗匹配方法，其特征在于，在步骤S2中，当匹配网络为Gama型，所述第一调节命令为：
仅调节所述第一可调电容C1，使所述阻抗判断信息
Figure QLYQS_10
调节至极小值；
仅调节所述第三可调电容C3，使所述阻抗判断信息
Figure QLYQS_11
调节至极小值。
3.根据权利要求1所述的一种自动阻抗匹配方法，其特征在于，在步骤S2中，当匹配网络为Pi型，所述第一调节命令为：
仅调节所述第一可调电容C1，使所述阻抗判断信息
Figure QLYQS_12
调节至极小值；
仅调节所述第二可调电容C2，使所述阻抗判断信息
Figure QLYQS_13
调节至极小值。
4.根据权利要求1所述的一种自动阻抗匹配方法，其特征在于，步骤S2包括以下步骤：
S21、在所述阻抗判断信息
Figure QLYQS_14
大于预设的匹配电压阈值时，重复执行第一调节命令，直到所述阻抗判断信息/>
Figure QLYQS_15
小于或等于所述匹配电压阈值,或者重复执行所述第一调节命令直到重复的次数大于预设的循环次数阈值。
5.根据权利要求1所述的一种自动阻抗匹配方法，其特征在于，在步骤S1中，所述阻抗判断信息
Figure QLYQS_16
的计算公式为：
Figure QLYQS_17
。
6.根据权利要求1所述的一种自动阻抗匹配方法，其特征在于，所述相位信息
Figure QLYQS_18
为基于连接于所述阻抗匹配箱中的二极管平衡鉴相器所测取的输出电压，所述幅值信息
Figure QLYQS_19
为基于连接于所述阻抗匹配箱中的二极管幅值检测器所测取的输出电压。
7.一种自动阻抗匹配装置，用于在阻抗匹配箱中完成阻抗匹配，其特征在于，所述阻抗匹配箱包括由并联电容组和第三可调电容C3组成的匹配调节单元，所述并联电容组由第一可调电容C1和第二可调电容C2并联组成，所述自动阻抗匹配装置包括：
获取模块，用于获取负载端的相位信息
Figure QLYQS_20
以及幅值信息/>
Figure QLYQS_21
，并根据所述相位信息/>
Figure QLYQS_22
和所述幅值信息/>
Figure QLYQS_23
计算获取阻抗判断信息/>
Figure QLYQS_24
；
调节模块，用于在所述阻抗判断信息
Figure QLYQS_25
大于预设的匹配电压阈值时，重复执行第一调节命令，直到所述阻抗判断信息/>
Figure QLYQS_26
小于或等于所述匹配电压阈值；
所述第一调节命令包括：
仅调节所述第一可调电容C1，使所述阻抗判断信息
Figure QLYQS_27
调节至极小值；
仅调节所述第二可调电容C2或所述第三可调电容C3，使所述阻抗判断信息
Figure QLYQS_28
调节至极小值。
8.一种自动阻抗匹配***，用于在阻抗匹配箱中完成阻抗匹配，包括：
反应腔室，用于为等离子体活化提供反应空间；
射频电源，用于为所述等离子体活化提供能量；
其特征在于，所述自动阻抗匹配***还包括：
阻抗匹配箱，用于通过调节内部可调电容完成阻抗的调节变化，所述阻抗匹配箱包括由并联电容组和第三可调电容C3组成的匹配调节单元，所述并联电容组由第一可调电容C1和第二可调电容C2并联组成；
实时电压检测器，用于实时检测负载端的相位信息
Figure QLYQS_29
以及幅值信息/>
Figure QLYQS_30
；
循环匹配单元，用于在阻抗判断信息
Figure QLYQS_31
大于预设的匹配电压阈值时，重复执行第一调节命令，直到所述阻抗判断信息/>
Figure QLYQS_32
小于或等于所述匹配电压阈值，所述第一调节命令包括：
仅调节所述第一可调电容C1，使所述阻抗判断信息
Figure QLYQS_33
调节至极小值；
仅调节所述第二可调电容C2或所述第三可调电容C3，使所述阻抗判断信息
Figure QLYQS_34
调节至极小值；
控制器，所述控制器与所述射频电源、所述阻抗匹配箱、所述实时电压检测器、所述循环匹配单元电性连接；
所述控制器用于控制所述实时电压检测器实时获取负载端的相位信息
Figure QLYQS_35
以及幅值信息/>
Figure QLYQS_36
，并根据所述相位信息/>
Figure QLYQS_37
和所述幅值信息/>
Figure QLYQS_38
计算获取阻抗判断信息/>
Figure QLYQS_39
；
所述控制器还用于控制所述循环匹配单元在所述阻抗判断信息
Figure QLYQS_40
大于预设的匹配电压阈值时，重复执行第一调节命令，直到所述阻抗判断信息/>
Figure QLYQS_41
小于或等于所述匹配电压阈值。
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行如权利要求1-6中任一项所述方法中的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时运行如权利要求1-6中任一项所述方法中的步骤。
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