使用设备和效率确定匹配网络模型的参数的系统和方法与流程

本发明涉及使用一或多个设备(fixture)和效率确定匹配网络模型的参数的系统和方法。

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、阻抗匹配电路和等离子体反应器。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，不受等离子体系统中的一个部件用另一个更换或与另一个一起使用的限制，工件以相似或均匀的方式进行处理。例如，当等离子体系统的一部分被替换为另一部分时，工件被不同地处理。

正是在这样的背景下，产生在本公开中描述的实施方式。

技术实现要素：

本公开的实施方式提供用于使用一或多个设备和效率以确定匹配网络模型的参数的装置、方法和计算机程序。应当理解的是，本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。

射频(rf)匹配网络模型是物理阻抗匹配网络的数学表示或计算机表示，并用于根据在阻抗匹配网络的输入端的rf性能的测量值预测在阻抗匹配网络的输出端的rf特性，例如电流、电压和相位等等。作为起点，匹配网络模型具有包含多种模型的模型化的形式。在具有专利no.14/245,803的专利申请中提供了模型的示例。每个模型包含一个或多个电路元件。在模型中的电路元件的值是基于来自所述阻抗匹配网络的示意图的电感和电容的已知值以及某些物理量(例如，不包含在示意图中的连接带的电感)的近似值。匹配网络模型的初始点通过获得成组实验测量值并调整电路元件的值以提供测量值和匹配网络模型预测值之间的拟合来改善。获得实验测量值的一种方法是在等离子体工具中使用晶片。在工具运行时(on-tool)的测量期间，高精度的rf电压和电流探头被临时安装于在等离子体工具中实施的阻抗匹配网络的输出端，以运行多种等离子体配方，并记录针对每个配方的在阻抗匹配网络的输出端测得的射频电压和电流，且改变在所述匹配网络模型的模型中的电路元件的值以提供测量值和预测值之间的拟合。

然而，由于使用等离子体工具的工具时间被占用，因此工具运行时测量是耗时的。通过使用高精度的rf电压和电流探头，针对每个阻抗匹配网络产生匹配网络模型的基准值。然而，其中有特定的序列号和型号的每个单独的匹配网络与其中有另一序列号和同一型号的任何其他单独的匹配网络略有不同。在约六个单独的匹配网络上实现高精度射频电压和电流探头的使用，这需要若干星期。

一旦基准匹配模型存在，则针对单个匹配网络的较精确的模型使用针对每个匹配网络获得的台式网络分析器测量值制造。通过将物理测试设备(在本发明中有时称为负载阻抗设备)连接到待测阻抗匹配网络的输出端，并通过使用网络分析器以获得在阻抗匹配网络的输入端的测量值来获得测量值。负载阻抗设备被设计为具有与多个等离子体条件中的一个相同的阻抗，以便由网络分析器进行的测量模拟许多工具运行时的测试之一。基于使用负载阻抗设备获得的测量值，针对阻抗匹配网络调节匹配网络模型，以产生比在针对阻抗匹配网络应用基准模型的情况下更精确的结果。

应当注意，等离子体阻抗随着各种频率(例如，2兆赫兹(mhz)、27mhz、60mhz、400千赫兹(khz)等)的rf产生器的数目而改变。也就是说，在一些实施方式中，对于其中使用400khzrf产生器、2mhzrf产生器、27mhzrf产生器和60mhzrf产生器中的两个或更多个的多频等离子体系统，等离子体的阻抗在rf产生器的不同频率下是不同的。

在多种实施方式中，不同的负载阻抗设备用于不同的频率。例如，第一负载阻抗设备用于2mhz，第二负载阻抗设备用于27mhz，而第三负载阻抗设备用于60mhz。

在一些实施方式中，成组的多个台式设备(在本文有时是指负载阻抗设备)是用来模仿工具运行时的多种等离子体条件，以获得多个网络分析器测量值。利用多个台式设备的多个网络分析器测量值用于创建匹配网络模型的基准值，而不必在具有等离子体的等离子体工具上运行晶片，从而节省与使用在线工具以及在线工具的资源相关联的时间。多个台式设备价格便宜。多个台式设备是由电阻器、或电容器、或电感器、或电缆、或其中两种或更多种的组合的组合构建的。例如，所述设备中的一个包含电阻和可变长度的同轴电缆。多个台式设备中的每一个连续地连接到所述阻抗匹配网络的输出端，并且得到在阻抗匹配网络的组合可变电容和rf频率的一个或多个值下与匹配网络的输入端相关的网络分析器的测量值。优化匹配网络模型的电路元件的值，以获得在不使用等离子体的情况下从网络分析器的测量值和网络分析器测量值产生的预测值之间的一致性(agreement)。

在多种实施方式中，使用负载阻抗设备和网络分析器来测量效率，和使用匹配网络模型来预测效率，且在测得的效率和预测的效率之间获得一致性，以确定匹配网络模型的参数。效率的使用使得参数能精确确定。此外，如上所述，在计算效率时不使用等离子体工具，例如不使用等离子体室等。这种不使用等离子工具节省了工具时间。

在一些实施方式中，实现使用多个台式装置测得的阻抗与使用匹配网络模型预测的阻抗之间的一致性，以及实现测得的效率和预测的效率之间的一致性，以计算参数。效率和阻抗的使用导致参数能精确确定。

在本发明中所描述的系统和方法的一些优点包含建立匹配网络模型并在测试台上进行检测，而不必使用晶片和工具时间。在本发明中所描述的系统和方法的另外的优点包含，与在等离子体工具中使用实际不同配方所覆盖的等离子体条件相比，使用多个设备覆盖范围更广的等离子体条件。当使用等离子体工具创建匹配网络模型时，针对一定范围的阻抗匹配网络的可变电容和处理测试晶片的rf频率，匹配网络模型是准确的。当未来的新方法使用不同的可变电容或不同的rf频率时，匹配网络模型针对该不同的可变电容和不同的rf频率将不会那么准确。通过使用多个设备模拟范围广的等离子体条件，因此产生将在大范围的等离子体条件下使用的匹配网络模型。此外，制造多个设备是相对便宜的。

另外的优点包含使用测得的效率和预测的效率来确定匹配网络模型的参数。效率的使用导致参数能精确确定。

具体而言，本发明的一些方面可以阐述如下：

1.一种用于确定匹配网络模型的固定参数的方法，其包括：

测量阻抗匹配网络的效率；

当匹配网络模型被分配固定电感、固定电容和固定电阻时，在匹配网络模型的输入端处施加输入功率以计算所述匹配网络模型的输出端处的预测输出功率；

根据所述预测输出功率和所述输入功率计算所述阻抗匹配模型的预测的效率；

根据测得的效率确定所述预测的效率是否在预定限度内；以及

在根据所述测得的效率确定所述预测的效率在预定限度内之后，将所述固定电感、所述固定电容和所述固定电阻分配给所述匹配网络模型。

2.根据条款1所述的方法，其中当所述阻抗匹配网络连接到网络分析器和负载阻抗设备时测量所述测得的效率，其中所述网络分析器具有输入端口和输出端口，其中所述负载阻抗设备和所述网络分析器的输入端口的组合阻抗表示等离子体条件。

3.根据条款1所述的方法，其还包括在根据所述测得的效率确定所述预测的效率不在预定限度内时，修改所述固定电感、或所述固定电容、或所述固定电阻、或其中的两者或更多者的组合。

4.根据条款1所述的方法，其中当网络分析器的第一端口连接到所述阻抗匹配网络的输入端时测量所述测得的效率，所述方法还包括：

当所述网络分析器的第二端口连接到设备的输出端并且当所述设备连接到所述阻抗匹配电路的输出端时，从所述网络分析器接收s21参数；

计算s21参数的平方与1和s11参数的平方之间的差的比率，以确定所述测得的效率。

5.根据条款1所述的方法，其中当所述阻抗匹配网络被控制为具有预定的组合可变电容并且网络分析器在预定的射频下操作时，计算所述测得的效率，其中所述网络分析器连接到所述阻抗匹配网络的输入端。

6.根据条款1所述的方法，其还包括：

使所述固定电感、或所述固定电容、或所述固定电阻、或它们中的两者或更多者的组合与所述阻抗匹配网络的特性(identity)相关联；

在存储器装置中存储所述固定电感、或所述固定电容、或所述固定电阻、或它们中的两者或更多者的组合与所述特性之间的所述关联；

接收所述阻抗匹配网络的所述特性；以及

在接收到所述特性时，初始化所述匹配网络模型以具有所述固定电感、或所述固定电容、或所述固定电阻、或它们中的两者或更多者的组合。

7.根据条款1所述的方法，其中当网络分析器连接到所述阻抗匹配网络的输入端并且所述阻抗匹配网络的输出端连接到负载设备时，测量所述测得的效率。

8.根据条款1所述的方法，其中当所述匹配网络模型被初始化为具有组合电容值和射频(rf)时，执行在匹配网络模型的输入处施加测得的输出功率。

9.根据条款8所述的方法，其中，所述组合电容值与所述阻抗匹配网络的组合电容值相同，并且所述rf与用于测量所述测得的效率的网络分析器的rf相同。

10.根据条款1所述的方法，其中所述固定电感、所述固定电容和所述固定电阻在衬底的处理期间不改变。

11.根据条款1所述的方法，其中，根据所述预测输出功率和所述输入功率计算所述阻抗匹配模型的预测的效率通过计算所述预测输出功率和所述输入功率的比率来执行。

12.一种用于确定匹配网络模型的固定参数的系统，其包含：

处理器，其被配置为接收输入功率，

其中所述处理器被配置为在匹配网络模型被分配固定电感、固定电容和固定电阻时在所述匹配网络模型的输入端处施加所述输入功率以计算在所述匹配网络模型的输出端处的预测输出功率，

其中所述处理器被配置为根据所述预测输出功率和所述输入功率计算所述阻抗匹配模型的预测的效率，

其中所述处理器被配置为根据测得的效率确定所述预测的效率是否处于预定限度内，以及

其中所述处理器被配置为在根据所述测得的效率确定所述预测的效率在所述预定限度内之后，将所述固定电感、所述固定电容和所述固定电阻分配给所述匹配网络模型；和

耦合到所述处理器的存储器装置，其中所述存储器装置被配置为存储所述匹配网络模型。

13.根据条款12所述的系统，其中当所述阻抗匹配网络连接到网络分析器和负载阻抗设备时测量所述测得的效率，其中所述网络分析器具有输入端口和输出端口，其中所述负载阻抗设备和所述网络分析器的所述输入端口的组合阻抗表示等离子体条件。

14.根据条款12所述的系统，其中所述处理器被配置成在根据所述测得的效率确定所述预测的效率不在所述预定限度内时，修改所述固定电感、或所述固定电容、或所述固定电阻、或它们中的两者或更多者的组合。

15.根据条款12所述的系统，

其中当网络分析器的第一端口连接到所述阻抗匹配网络的所述输入端时测量所述测得的效率，

其中所述处理器被配置为当所述网络分析器的第二端口连接到设备的输出端并且当所述设备连接到所述阻抗匹配电路的输出端时，从所述网络分析器接收s21参数；

其中所述处理器被配置为计算所述s21参数的平方与1和s11参数的平方之间的差的比率，以确定所述测得的效率。

16.根据条款12所述的系统，其中当所述阻抗匹配网络被控制为具有预定的组合可变电容并且网络分析器在预定的射频下操作时，测量所述测得的效率，其中所述网络分析器连接到所述阻抗匹配网络的所述输入端。

17.根据条款12所述的系统，

其中所述处理器被配置为使所述固定电感、或所述固定电容、或所述固定电阻、或它们中的两者或更多者的组合与所述阻抗匹配网络的特性相关联；

其中所述处理器被配置为在存储器装置中存储所述固定电感、或所述固定电容、或所述固定电阻、或它们中的两者或更多者的组合与所述特性之间的所述关联；

其中所述处理器被配置为接收所述阻抗匹配网络的所述特性；以及

其中所述处理器被配置为在接收到所述特性时，初始化所述匹配网络模型以具有所述固定电感、或所述固定电容、或所述固定电阻、或它们中的两者或更多者的组合。

18.根据条款12所述的系统，其中，为了根据所述预测输出功率和所述输入功率计算所述阻抗匹配模型的所述预测的效率，所述处理器被配置为计算所述预测输出功率和所述输入功率的比率。

19.一种用于确定匹配网络模型的固定参数的系统，其包括：

射频(rf)产生器，其被配置为产生rf信号；

阻抗匹配网络，其具有耦合到所述rf产生器的输入端；

等离子体室，其耦合到所述阻抗匹配网络的输出端；

耦合到所述rf产生器的主计算机系统，其中所述主计算机系统包括处理器和存储器装置，其中所述存储器装置耦合到所述处理器，

其中所述处理器被配置为接收输入功率，

其中所述处理器被配置为在匹配网络模型被分配固定电感、固定电容和固定电阻时在所述匹配网络模型的输入端处施加所述输入功率以计算所述匹配网络模型的输出端处的预测输出功率，

其中所述处理器被配置为根据所述预测输出功率和所述输入功率计算所述阻抗匹配模型的预测的效率，

其中所述处理器被配置为根据测得的效率确定所述预测的效率是否处于预定限度内，以及

其中所述处理器被配置为在根据所述测得的效率确定所述预测的效率在所述预定限度内之后，将所述固定电感、所述固定电容和所述固定电阻分配给所述匹配网络模型，

其中所述存储器装置被配置为存储所述匹配网络模型。

20.根据条款19所述的系统，其中当所述阻抗匹配网络连接到网络分析器和负载阻抗设备时测量所述测得的效率，其中所述网络分析器具有输入端口和输出端口，其中所述负载阻抗设备和所述网络分析器的输入端口的组合阻抗表示等离子体条件。

21.根据条款19所述的系统，其中所述处理器被配置成在根据所述测得的效率确定所述预测的效率不在所述预定限度内时，修改所述固定电感、或所述固定电容、或所述固定电阻、或它们中的两者或更多者的组合。

22.根据条款19所述的系统，

其中当网络分析器的第一端口连接到所述阻抗匹配网络的所述输入端时测量所述测得的效率，

其中所述处理器被配置为当所述网络分析器的第二端口连接到设备的输出端并且当所述设备连接到所述阻抗匹配电路的输出端时，从所述网络分析器接收s21参数；

其中所述处理器被配置为计算所述s21参数的平方与1和s11参数的平方之间的差的比率，以确定所述测得的效率。

23.根据条款19所述的系统，其中当所述阻抗匹配网络被控制为具有预定的组合可变电容并且所述网络分析器在预定的射频下操作时，计算所述测得的效率。

结合附图，其它方面将从以下的详细描述变得显而易见。

附图说明

结合附图参考下面详细描述，本发明的实施方式将被更充分地理解，其中：

图1a是示出确定连接至负载阻抗设备1的网络分析器的一个或多个可变频率并确定阻抗匹配网络的一个或多个可变电容以在匹配网络模型中使用所述一个或多个可变频率和一个或多个可变电容的框图。

图1b是示出确定连接至负载阻抗设备n的网络分析器的一个或多个可变频率并确定阻抗匹配网络的一个或多个可变电容以在匹配网络模型中使用所述一个或多个可变频率和一个或多个可变电容的框图。

图2a是示出负载阻抗设备的多种实施方式的框图。

图2b是曲线图的一个实施方式，其用以示出使用负载阻抗设备1至负载阻抗设备n实现多种等离子体条件。

图3是示出主计算机系统的一个实施方式的示意图，其用以说明匹配网络模型的固定参数的确定。

图4是系统的一个实施方式的示意图，其用以说明阻抗匹配网络的测得的效率的确定。

图5是主计算机系统的一个实施方式的示意图，其用以说明基于当阻抗匹配网络连接到负载阻抗设备1时测得的效率和预测的效率确定固定参数的值。

图6是通过使用阻抗和效率来确定固定参数的方法的一个实施方式的流程图。

图7是用于说明当阻抗匹配网络连接到负载阻抗设备n时确定阻抗匹配网络的测得的效率的系统的一个实施方式的示意图。

图8是示出由主计算机系统执行的用以基于当阻抗匹配网络连接到负载阻抗设备n时的测得的效率和预测的效率来确定固定参数的值的方法的示意图。

图9是通过使用阻抗和效率来确定固定参数的方法的一个实施方式的流程图。

图10是等离子体系统的一个实施方式的示意图，其用以说明等离子体系统内的匹配网络模型的使用。

图11是匹配网络模型的一个实施方式的框图。

具体实施方式

下面的实施方式描述了用于使用一个或多个设备和效率以确定匹配网络模型的参数的系统和方法。明显的是，这些实施方式可以在没有这些具体细节的一些或全部的情况下实施。在其他情况下，公知的处理操作未被详细描述，以免不必要地使本发明的实施方式不清楚。

在多种实施方式中，使用网络分析器来测量效率，并且使用匹配网络模型来预测效率。确定在测得的效率和预测的效率之间是否存在一致性。在确定存在一定程度的一致性时，将确定预测的效率所依据的参数分配给匹配网络模型。否则，更改参数，直到达成一致。然后将更改的参数分配给匹配网络模型。

图1a是示出确定连接至负载阻抗设备1的网络分析器102的一个或多个可变频率和阻抗匹配网络1的一个或多个可变电容以在匹配网络模型中使用所述一个或多个可变频率和一个或多个可变电容的框图。在一些实施方式中，网络分析器102是用于测量连接到网络分析器102的电气网络的s-参数的测量装置。例如，网络分析器102测量电气网络的反射参数和传输参数，例如，阻抗、反射系数、电压的驻波比等。

在一些实施方式中，这里使用的网络分析器102包含信号产生器、一个或多个传感器和显示屏。所述信号产生器产生射频(rf)信号，所述一个或多个传感器感测s-参数，所述显示屏显示s-参数。

网络分析器102在其输出端113经由rf电缆104连接至负载阻抗设备1的输入端1111。负载阻抗设备1具有表示等离子体状态的阻抗，例如等离子体室内的阻抗等。网络分析器102产生具有频率f11的rf信号，并经由输出端113、rf电缆104和输入端1111提供rf信号到负载阻抗设备1。当具有频率f11的rf信号被提供给负载阻抗设备1时，在负载阻抗设备1的输入端1111测量负载阻抗zo1m。

网络分析器102与负载阻抗设备1断开，然后在其输出端113经由射频(rf)电缆106连接到阻抗匹配网络1的分支电路的输入端107。例如，在晶片的处理期间分支电路将被连接到x兆赫(mhz)rf产生器或ymhzrf产生器或zmhzrf产生器。如果使用多个rf产生器，则分支电路是多个分支电路之一。例如，当使用xmhzrf产生器和ymhzrf产生器时，在阻抗匹配网络1中实现两个分支电路。两个分支电路中的一个的输入端连接到xmhzrf产生器的输出端，两个分支电路中的另一个的输入端连接到ymhzrf产生器的输出端。两个分支电路的输出端相互连接，并且被连接到rf传输线或连接到负载阻抗设备。在一些实施方式中，xmhzrf产生器的实施例包含2mhzrf产生器，ymhzrf产生器的实施例包含27mhzrf产生器，zmhzrf产生器的实施例包含60mhzrf产生器。在多种实施方式中，xmhzrf产生器的实施例包含400千赫兹(khz)rf产生器，ymhzrf产生器的实施例包含27mhzrf产生器，zmhzrf产生器的实施例包含60mhzrf产生器。

阻抗匹配网络1的每个分支电路包含一个或多个电感器，或一个或多个电容器，或一个或多个电阻器，或它们的组合。例如，阻抗匹配网络1的分支电路包含串联电路，所述串联电路包含与电容器串联耦合的电感器。阻抗匹配网络1的分支电路还包含连接到所述串联电路的并联电路。并联电路包含与电感器串联连接的电容器。阻抗匹配网络1的分支电路包含一个或多个电容器，并且在晶片的处理期间，一个或多个电容器的相应的电容是可变的，例如，使用驱动组件进行变化，等等。例如，主计算机系统112的处理器发送信号到驱动组件以改变阻抗匹配网络1的可变电容器的一个或两个板之间的位置，以改变两个板之间的区域，从而进一步改变可变电容器的电容来实现电容值。阻抗匹配网络1的一个或多个可变电容器的组合可变电容被设置为值c11。例如，调整一个或多个可变电容器的相应的相对定位的板的位置以设置可变电容值c11。为了说明，彼此并联连接的两个或更多个电容器的组合电容值是电容器的电容值的总和。作为另一个说明，彼此串联连接的两个或更多个电容器的组合电容值是电容器的电容值的倒数的总和的倒数。作为又一例解，主计算机系统112的处理器控制进一步描述如下的驱动组件，以移动阻抗匹配网络1的可变电容器的板，从而实现电容c11。在具有申请no.14/716,797的专利申请中提供了阻抗匹配网络1的示例。

阻抗匹配网络1还在其输出端109(其是分支电路的输出端)经由rf电缆108连接到负载阻抗设备1的输入端1111。分支电路在输入端107连接到输出端113。此外，阻抗匹配网络1的组合可变电容被设置为值c11。负载阻抗设备1具有表示等离子体条件的阻抗，例如，等离子体室内的阻抗等。网络分析器102产生具有频率f11的rf信号，并经由输出端113、rf电缆106和输入端107提供rf信号到阻抗匹配网络1。阻抗匹配网络1使连接到阻抗匹配网络1的负载的阻抗与连接到阻抗匹配网络1的源的阻抗匹配，以产生修改的信号，其是rf信号。负载的实施例包含负载阻抗设备1和rf电缆108，而源的实施例包含网络分析器102和rf电缆106。修改的信号从阻抗匹配网络1经由输出端109和输入端1111提供给负载阻抗设备1。当rf信号由网络分析器102经由rf电缆106提供到具有组合可变电容c11的阻抗匹配网络1时，通过网络分析器102测量在阻抗匹配网络1的输入端107的输入阻抗zi1m。如本文所用的阻抗是复数值。例如，阻抗z是复值r+jx，其中r是电阻，x为电抗，j为复数。

网络分析器102经由网络电缆110连接到主计算机系统112，主计算机系统112包含处理器和存储器装置。主计算机系统112的实施例包含笔记本电脑或台式计算机、或平板电脑、或智能电话等。如本文所用的，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)来代替处理器，并且这些术语在本文中可互换使用。存储器装置的实施例包含只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、硬盘、易失性存储器、非易失性存储器、存储磁盘的冗余阵列、闪存存储器等。如本文中所使用的，网络电缆的实施例是用于以串行方式、或者以并行的方式，或使用通用串行总线(usb)协议等传输数据的电缆。

主计算机系统112的处理器经由网络电缆110接收来自网络分析器102的测得的输入阻抗zi1m。在方法130的操作132中，处理器确定所测得的输入阻抗zi1m是否在预定的阻抗的预定的阈值内，例如，50欧姆，55欧姆，60欧姆，介于45和50欧姆之间的阻抗，等。在一些实施方式中，预定的阈值和预定的阻抗从用户经由输入设备通过处理器接收为输入(其进一步如下所述)，并且通过处理器存储在主计算机系统112的存储器装置中。在一些实施方式中，在输入阻抗(例如，zi1m等)由网络分析器102测量的时间之前，预定的阈值和预定的阻抗通过处理器接收。在确定所测得的输入阻抗zi1m在预定的阻抗的预定的阈值内时，在方法130的操作134中，处理器将频率f11和可变电容c11存储在主计算机系统112的存储器装置中。

另一方面，在确定所测得的输入阻抗zi1m不在预定的阻抗的预定的阈值内时，在方法130的操作136中，处理器确定分配预定的权数给频率f11以及分配预定的权数给可变电容c11。例如，处理器将预定的权数分配给频率f11以产生加权频率fw11，并且处理器将预定的权数分配给可变电容c11以产生加权电容cw11，加权频率fw11与另一加权频率fww11的总和sf1以及加权电容cw11与另一加权电容cww11的总和sc1由下面的处理器产生和使用。相比于另一电容co11，较小量的权数被分配给电容c11，并且相比于另一频率fo11，较小量的权数被分配给频率f11。通过分配权数到另一电容co11，由处理器产生另一加权电容cww11，通过分配权数到另一频率fo11，由处理器产生另一加权频率fww11。另一频率fo11与另一加权电容co11导致在阻抗匹配网络1的输入端107的测得的阻抗在预定的阻抗的阈值内。举另一示例而言，将权数0分配给可变电容c11，且将权数0分配给频率f11。举又一示例而言，可变电容c11和频率f11不存储在主计算机系统112的存储器装置中以供以后使用。

一旦分配预定的权数给频率f11以及分配预定的权数给可变电容c11，则执行方法130的操作138。例如，由网络分析器102产生的rf信号的频率被改变(例如，从f11改变至f12，从f12改变至f13，等)，和/或阻抗匹配网络1的可变组合电容被改变(例如，从c11改变至c12，从c12改变至c13，等)，使得在阻抗匹配网络1的输入端107测得的输入阻抗zi1qm在预定的阻抗的预定的阈值之内，其中q是大于零的整数。例如，网络分析器1将rf信号的频率从f11改变为f12，而可变电容c11不被改变。由网络分析器102测得的输入阻抗zi1qm在预定的阻抗的预定的阈值之内。处理器将频率f12和可变电容c11存储在存储器装置内。举另一示例而言，阻抗匹配网络1的可变电容c11从c11改变为c12。例如，驱动组件控制阻抗匹配网络1的可变电容器的板，以改变可变电容器的可变电容，使得阻抗匹配网络1的所有的可变电容器的组合可变电容为c12。当网络分析器提供具有频率f11的rf信号给阻抗匹配网络1时，网络分析器测量在阻抗匹配网络1的输入端107的阻抗zi1qm，且处理器确定阻抗zi1qm在预定的阻抗的预定的阈值之内。频率f11和可变电容c12被存储在存储器装置中。以这种方式，计算多个频率f1n和多个电容c1n并将它们存储在存储器装置中，其中n是大于零的整数，使得阻抗zi1qm在预定的阈值内。

图1b是示出确定被连接到负载阻抗设备n的网络分析器102的一个或多个可变频率和阻抗匹配网络1的一个或多个可变电容以在匹配网络模型中使用一个或多个可变频率和一个或多个可变电容的框图，其中n是大于1的整数。网络分析器102与负载阻抗设备1断开，并且在其输出端113经由rf电缆104连接到负载阻抗设备n的输入端111n。负载阻抗设备n具有表示等离子体条件的阻抗，且所述等离子体条件与由负载阻抗设备1表示的等离子体条件不同。例如，负载阻抗设备n的阻抗不同于负载阻抗设备1的阻抗。网络分析器102产生具有频率fn1的rf信号，并经由输出端113、rf电缆104和输入端111n提供rf信号到负载阻抗设备n。当rf信号被提供给负载阻抗设备n时，在负载阻抗设备n的输入端111n测量负载阻抗zonm。

应当注意的是，值zo1m和zonm不是恒定值。例如，值zo1m随着负载阻抗设备1的操作的rf频率的变化而变化，而值zonm随着负载阻抗设备n的操作的rf频率的变化而变化。

网络分析器102与负载阻抗设备1断开，并经由rf电缆106连接到阻抗匹配网络1的分支电路的输入端107，分支电路的输出端109经由rf电缆108被连接到负载阻抗设备n的输入端111n。负载阻抗设备n具有表示等离子体条件的阻抗，所述等离子体条件不同于由负载阻抗设备1表示的等离子体条件。例如，负载阻抗设备n的阻抗不同于负载阻抗设备1的阻抗。

阻抗匹配网络1的一个或多个可变电容器的组合可变电容经由驱动组件调节，以达到值cn1。网络分析器102产生具有频率fn1的rf信号，并经由输出端113和输入端107将rf信号经由rf电缆106提供至阻抗匹配网络1。阻抗匹配网络1使连接到阻抗匹配网络1的负载的阻抗与连接到阻抗匹配网络1的源的阻抗匹配，以产生经修改的信号，该信号是rf信号。负载的实施例包含负载阻抗设备n和rf电缆108，源的实施例包含网络分析器102和rf电缆106。经修改的信号从阻抗匹配网络1经由输出端109、rf电缆108与输入端111n提供到负载阻抗设备n。当具有频率fn1的rf信号通过网络分析器102经由rf电缆106提供到阻抗匹配网络1的分支电路并且阻抗匹配网络的组合可变电容是cn1时，在阻抗匹配网络1的输入端107测量输入阻抗zinm。

主计算机系统112的处理器经由网络电缆110接收来自网络分析器102的测得的输入阻抗zinm。在方法150的操作152中，处理器确定测得的输入阻抗zinm是否在预定的阻抗的预定的阈值之内。在确定所测得的输入阻抗zinm在预定的阻抗的预定的阈值内时，在方法150的操作154中，处理器将频率fn1和可变电容cn1存储在主计算机系统的存储器装置中。

另一方面，在确定所测得的输入阻抗zinm不在预定的阻抗的预定的阈值之内时，则在方法150的操作156中，处理器分配预定的权数给频率fn1以及分配预定的权数给可变电容cn1。例如，处理器分配预定的权数给频率fn1以产生加权频率fwn1，且将预定的权数分配给可变电容cn1以产生加权电容cwn1，加权频率fwn1与另一加权频率fwwn1的总和sfn以及加权电容cwn1与另一加权电容cwwn1的总和scn由下面的处理器产生和使用。相比于另一电容con1，较小量的权数被分配给电容cn1，相比于另一频率fon1，较小量的权数被分配给频率fn1。由处理器通过分配权数到另一电容con1而产生另一加权电容cwwn1，由处理器通过分配权数到另一频率fon1而产生另一加权频率fwwn1。另一频率fon1与另一加权电容con1导致在阻抗匹配网络1的输入端107测得的阻抗在预定的阻抗的阈值之内。举另一示例而言，将权数0分配给可变电容cn1，将权数0分配给频率fn1。举又一示例而言，可变电容cn1和频率fn1不存储在主计算机系统112的存储器装置中以供以后使用。

一旦分配预定的权数给频率fn1以及分配预定的权数给可变电容cn1，就执行方法150的操作158。例如，由网络分析器102产生的rf信号的频率被改变(例如，从fn1改变到fn2，从fn2改变至fn3，等)，和/或阻抗匹配网络1的可变组合电容被改变(例如，从cn1改变至cn2，从cn2改变至cn3，等)，使得在阻抗匹配网络1的输入端107测得的输入阻抗zinqm在预定的阻抗的预定的阈值之内。例如，网络分析器1将rf信号的频率从fn1改变至fn2，而可变电容cn1不被改变。由网络分析器102测得的输入阻抗zinqm在预定的阻抗的预定阈值之内。处理器将频率fn2和可变电容cn1存储在存储器装置内。举另一示例而言，阻抗匹配网络1的可变电容cn1从cn1改变为cn2。例如，驱动组件控制阻抗匹配网络1的可变电容器的板，以改变可变电容器的可变电容，使得阻抗匹配网络1的所有的可变电容器的组合可变电容为cn2。当网络分析器102提供具有频率fn1的rf信号给阻抗匹配网络1时，网络分析器102测量在阻抗匹配网络1的输入端107的阻抗zinqm，且处理器确定阻抗zinqm在预定的阻抗的预定的阈值之内。频率fn1和可变电容cn2被存储在存储器装置中。以这种方式，计算多个频率fnn和多个电容cnn并将它们存储在存储器装置中，使得阻抗zinqm在预定的阈值之内。

在一些实施方式中，任何数量(例如，10，15，20，100，200，300，1000，10000，100000，1000000个等)的负载阻抗设备，例如，n等，用于确定网络分析器102的频率和阻抗匹配网络1的可变电容，使得在阻抗匹配网络1的分支电路的输入端107的阻抗在预定的阻抗的预定阈值内。每个负载阻抗设备n模拟等离子体室中的等离子体的不同的等离子体条件。

应该注意的是，在一些实施方式中，当阻抗匹配网络1连接到在这里所描述的网络分析器102时，阻抗匹配网络1不连接到等离子体室，该等离子体室在下面进一步描述。此外，在多种实施方式中，当阻抗匹配网络1连接到在这里所描述的网络分析器102时，在等离子体处理室中不进行晶片的处理。这节省了使用等离子体处理室的工具运行的时间。

图2a是示出负载阻抗设备的多种实施方式的示意图。负载阻抗设备1包含：具有长度l1的电缆cb1、电阻器r1、电感器l1以及电容器c1。电阻器r1具有电阻r1，电容器c1具有电容c1，而电感器l1具有电感l1。在一些实施方式中，负载阻抗设备1包含电缆cb1、电阻器r1、电感器l1和电容器c1中的至少一个。例如，负载阻抗设备1包含电缆cb1但不包含电阻器r1、电感器l1、电容器c1。举另一示例而言，负载阻抗设备1包含电感器l1和电容器c1，但不包含电缆cb1和电阻器r1。

负载阻抗设备n包含：具有长度ln的电缆cbn、电阻器rn、电感器ln和电容器cn。电阻器rn具有电阻rn，电容器cn具有电容cn，电感器ln具有电感ln。在一些实施方式中，负载阻抗设备n包含电缆cbn、电阻器rn、电感器ln和电容器cn中的至少一个。例如，负载阻抗设备n包含电缆cbn但不包含电阻器rn、电感器ln、电容器cn。举另一示例而言，负载阻抗设备n包含电感器ln与电容器cn，但不包含电缆cbn和电阻器rn。举又一示例而言，负载阻抗设备n包含电感ln，但不包含电容器cn、电缆cbn和电阻器rn。

应当注意的是，负载阻抗设备n包含电缆长度ln、电阻rn、电容cn和电感ln中的至少一个，该至少一个与负载阻抗设备1的电缆长度l1、电阻r1、电容c1和电感l1中的相应的一个不同。例如，电阻r1与电阻rn相同，电容c1与电容cn相同，电感l1与电感ln相同，而电缆长度l1与电缆长度ln不同。举另一示例而言，电阻r1与电阻rn相同，电容c1与电容cn相同，电缆长度l1与电缆长度ln不同，且电感l1与电感ln不相同。举又一示例而言，负载阻抗设备1不包含电阻器r1，而负载阻抗设备n包含电阻rn。举又一示例而言，负载阻抗设备1不包含电缆cb1，而负载阻抗设备n包含电缆cbn。举另一示例而言，电阻r1与电阻rn相同，电容c1与电容cn不相同，电缆长度l1与电缆长度ln相同，电感l1与电感ln不相同。

在一些实施方式中，等离子体条件使用伽马(γ)或功率反射比表示，而不使用阻抗表示。γ是电压反射系数，其是反射电压与供给电压的比率。反射电压具有与供给电压相关的幅值和相位，因此γ是复数。当阻抗匹配网络1经由rf电缆连接到rf产生器并经由rf传输线连接到等离子体室时，反射电压是从等离子体室朝向rf产生器反射的电压，而供给电压是从rf产生器供给到阻抗匹配网络1的电压。功率反射比是γ的平方。应当注意，对于连接到阻抗匹配网络1的输入的50欧姆rf电缆，在阻抗匹配网络1的输入处的γ与在阻抗匹配网络1的输入处的阻抗之间存在一一对应的关系，所以在给定情况下，无论使用阻抗还是使用γ都是方便的事情。

在一些实施方式中，在多个负载阻抗设备1-n内使用的电阻器的值在介于0.4欧姆和2欧姆之间的范围内。应该注意，0.4和2欧姆之间的范围是用于60mhz的频率的。当使用2mhz或27mhz频率时，范围改变。在多种实施方式中，在负载阻抗设备1或负载阻抗设备n中所使用的同轴电缆是50欧姆电缆。

图2b是曲线图250的一个实施方式，其用以示出使用负载阻抗设备1至负载阻抗设备n实现多种等离子体条件。曲线图250描绘了反射系数(由γ表示)在x轴上的实部，以及在y轴上的虚部。图250中的顶线252被拟合到当网络分析器102耦合到具有可变长度的同轴电缆的负载阻抗设备1至n和具有第一值的电阻器时针对可变电容c1和由网络分析器102产生的rf信号的不同频率由网络分析器102测量的点。此外，在图250中的底线254被拟合到当网络分析器102耦合到具有可变长度的同轴电缆的负载阻抗设备1至n和具有第二值的电阻器时针对可变电容cn和由网络分析器102产生的rf信号的不同频率由网络分析器102测量的点。当网络分析器102耦合到负载阻抗设备1至n时针对可变电容c1和可变电容cn之间的可变电容以及针对通过网络分析器102产生的rf信号的不同频率，顶线252和底线254之间的所有点都通过网络分析器102测量。

图3是示出主计算机系统112的一个实施方式的示意图，其用以说明匹配网络模型302的参数的确定。匹配网络模型302的实施例在下面参照图5说明。匹配网络模型302包含多个模型1至p，其中p是大于零的整数。模型1包含固定的串联电阻器r1s、固定的串联电感器l1s和固定的串联电容器c1s。模型1还包含固定的并联电阻器r1p、固定的并联电感器l1p和固定的并联电容器c1p。此外，模型2包含固定的串联电阻器r2s、固定的串联电感器l2s和固定的串联电容器c2s。模型2还包含固定的并联电阻器r2p、固定的并联电感器l2p和固定的并联电容器c2p。此外，模型3包含固定的串联电阻器r3s、固定的串联电感器l3s和固定的串联电容器c3s。模型3还包含固定的并联电阻器r3p、固定的并联电感器l3p和固定的并联电容器c3p。匹配网络模型302是阻抗匹配网络1的一部分的计算机产生模型。例如，匹配网络模型302是连接至xmhzrf产生器，或连接至ymhzrf产生器，或连接至zmhzrf产生器的阻抗匹配网络1的分支电路的计算机产生模型。匹配网络模型302由主计算机系统112的处理器产生。

匹配网络模型302从作为阻抗匹配网络1的一部分的分支电路导出(例如，代表该分支电路等)。例如，当xmhzrf产生器被连接到作为阻抗匹配网络1的一部分的分支电路时，匹配网络模型302表示，例如，属于阻抗匹配网络1的电路的计算机产生模型等。举另一示例而言，匹配网络模型302的电路元件的数量不同于阻抗匹配网络1的电路元件的数量。与阻抗匹配网络1的分支电路的电路元件的数量相比，匹配网络模型302具有较小数量的电路元件。

在一些实施方式中，匹配网络模型302是阻抗匹配网络1的部分的简化形式。例如，阻抗匹配网络1的分支电路的多个可变电容器的可变电容被组合成由阻抗匹配模型的一个或多个可变电容元件表示的组合可变电容，和/或阻抗匹配网络1的分支电路的多个固定电感器的固定电感被组合成由阻抗匹配模型的一个或多个固定电感元件表示的组合固定电感，和/或阻抗匹配网络1的分支电路的多个固定电阻器的固定电阻被组合成由匹配网络模型302的一个或多个固定电阻元件表示的组合固定电阻。为了说明，串联的电容器的电容通过下列方式组合：求每个电容的倒数以产生多个电容的倒数，将这些电容的倒数求和，以产生组合电容的倒数，并通过求所述组合电容的倒数的倒数，以产生组合电容。作为另一个例证，将多个被串联连接的电感器的电感相加，以产生组合电感，将多个串联的电阻器的电阻组合以产生组合电阻。阻抗匹配网络1的一部分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302的一个或多个固定的电容元件的组合的固定电容。匹配网络模型302的其他示例在申请号为14/716,797的专利申请和申请号为14/245,803的专利申请中提供。此外，在申请号为14/245,803的专利申请中描述了一种从阻抗匹配网络产生匹配网络模型的方式。

应当指出的是，在一些实施方式中，固定的参数(例如，电阻、电容、电感等)是不变量。例如，在处理晶片时固定参数不能使用驱动组件进行改变。相比之下，可变参数的值在晶片的处理期间被修改。

在多种实施方式中，匹配网络模型302具有与阻抗匹配网络1的一部分相同的拓扑结构(例如，电路元件之间的连接、电路元件的数量等)。例如，如果阻抗匹配网络1的分支电路包含与电感器串联耦合的电容器，则匹配网络模型302包含与电感器串联耦合的电容器。在本实施例中，阻抗匹配网络1的分支电路的电感器与匹配网络模型302的电感器具有相同的值，阻抗匹配网络1的分支电路的电容器与匹配网络模型302的电容器具有相同的值。举另一示例而言，如果阻抗匹配网络1的一部分包含与电感器并联耦合的电容器，则匹配网络模型302包含与电感器并联耦合的电容器。在本实施例中，阻抗匹配网络1的分支电路的电感器与匹配网络模型302的电感器具有相同的值，阻抗匹配网络1的分支电路的电容器与匹配网络模型302的电容器具有相同的值。举另一示例而言，匹配网络模型302的电路元件与阻抗匹配网络1的电路元件具有相同的数量和相同的类型，并且在电路元件之间的连接与阻抗匹配网络1的电路元件之间的连接具有相同的类型。电路元件的类型的例子包含电阻器、电感器、电容器，连接的类型包含串联、并联等。

方法303由主计算机系统112的处理器来执行。处理器经由网络电缆从网络分析器112接收测得的负载阻抗zo1m和测得的负载阻抗zonm。处理器初始化匹配网络模型302以使其具有参数，该参数包含频率f11、组合可变电容c11、固定电感l1s、l1p、l2s、l2p、固定电阻r1s、r1p、r2s、r2p和固定电容c1s、c1p、c2s、c2p。为了说明图3，使用具有模型1和2而不具有任何其余模型3至p的匹配网络模型302。在一些实施方式中，匹配网络模型302被初始化为具有总和sc1，而不是具有组合可变电容c11，匹配网络模型302被初始化为具有总和sf1，而不是具有频率f11。

举例而言，在阻抗匹配网络1具有以下情况时，应用到匹配网络模型302的参数c11和f11模拟阻抗匹配网络1：阻抗匹配网络1在网络分析器102被连接到负载阻抗设备1之后通过网络分析器102供给具有频率f11的rf信号，阻抗匹配网络1有具有c11的组合可变电容的一个或多个马达驱动的电容器、有具有c1s的组合固定电容的一个或多个固定电容器、有具有c2s的组合固定电容的一个或多个电容器、有具有c1p的组合固定电容的一个或多个电容器、有具有c2p的组合固定电容的一个或多个固定电容器、有具有r1s的组合固定电阻的一个或多个固定电阻器、有具有r2s的组合固定电阻的一个或多个固定电阻器、有具有r1p的组合固定电阻的一个或多个固定电阻器、有具有r2p的组合固定电阻的一个或多个固定电阻器、有具有l1s的组合固定电感的一个或多个固定的电感器、有具有l2s的组合固定电感的一个或多个固定电感器、有具有l1p的组合固定电感的一个或多个固定电感器、以及有具有l2p的组合固定电感的一个或多个固定的电感器。

在一些实施方式中，匹配网络模型302的许多元件的固定参数值是零或者匹配网络模型302对元件的固定的参数值不敏感。例如，匹配网络模型302对其不敏感的固定元件的值中的大的变化在匹配网络模型302的阻抗中不产生大的变化。

在一些实施方式中，固定元件(例如电感器、电阻器、电容器等)具有不改变的固定的参数值(例如使用马达等)。

通过经由匹配网络模型302往回传导测得的负载阻抗zo1m，根据测得的负载阻抗zo1m和参数f11、c11、l1s、l1p、l2s、l2p、r1s、r1p、r2s、r2p、c1s、c1p、c2s和c2p，处理器计算预测的输入阻抗zi1p，该输入阻抗zi1p是在匹配网络模型302的输入端的阻抗。例如，处理器根据频率f11和根据电容c11计算具有可变电容c11的一个或多个电容元件的阻抗zc11，根据频率f11和根据电感l1s计算电感器l1s的阻抗zl11s，根据频率f11和根据电感l2s计算电感器l2s的阻抗zl21s，根据频率f11和根据电感l1p计算电感器l1p的阻抗zl11p，根据频率f11和根据电感l2p计算电感器l2p的阻抗zl21p，根据频率f11和根据电容c1s计算电容器c1s的阻抗zc11s，根据频率f11和根据电容c2s计算电容器c2s的阻抗zc21s，根据频率f11和根据电容c1p计算电容器c1p的阻抗zc11p，根据频率f11和根据电容c2p计算电容器c2p的阻抗zc21p，计算阻抗zr1s作为电阻器r1s的电阻r1s，计算阻抗zr2s作为电阻器r2s的电阻r2s，计算阻抗zr1p作为电阻器r1p的电阻r1p，计算阻抗zr2p作为电阻器r2p的电阻r2p。为了说明，处理器计算电容器的阻抗作为(1/jωc)，并且计算电感器的阻抗作为jωl，其中ω等于2πf11。处理器通过将阻抗zc11、zc11s、zc21s、zc11p、zc21p、zl11s、zl21s、zl11p、zl21p、zr1s、zr2s、zr1p和zr2p与所测量的负载阻抗zo1m组合(例如求和、减、产生定向和等)，计算所预测的输入阻抗zi1p。例如，当匹配网络模型302包含模型1而不包含模型2至p时，阻抗zc11p、zl11p和zr1p的定向和是阻抗zc11p、zl11p和zr1p的和。在这个例子中，阻抗的和被加到阻抗zr1s、zl11s和zc11s的和以产生阻抗zc11p、zl11p、zr1p、zr1s、zl11s和zc11s的定向和。

类似地，根据应用在输出端304的所测得的负载阻抗zonm和匹配网络模型302的参数，通过经由匹配网络模型302往回传导所测得的负载阻抗zonm，处理器计算在匹配网络模型302的输入端306的预测的输入阻抗zinp。例如，处理器将匹配网络模型302的参数从f11改变为fn1、从c11改变为cn1，但保留固定的参数不改变，所述固定的参数例如l1s、l1p、l2s、l2p、r1s、r1p、r2s、r2p、c1s、c1p、c2s和c2p。在使用加权电容和加权频率的实施方式中，处理器将匹配网络模型302的参数从sf1改变为sfn以及从sc1改变为scn。

当阻抗匹配网络1有以下情况时，应用到匹配网络模型302的参数cn1和fn1模拟阻抗匹配网络1：阻抗匹配网络1在网络分析器102被连接到负载阻抗设备n之后由网络分析器102供给具有频率fn1的rf信号，阻抗匹配网络1有具有cn1的组合可变电容的一个或多个马达驱动的电容器、有具有c1s的组合固定电容的一个或多个固定电容器、有具有c2s的组合固定电容的一个或多个固定电容器、有具有c1p的组合固定电容的一个或多个固定电容器、有具有c2p的组合固定电容的一个或多个固定电容器、有具有r1s的组合固定电阻的一个或多个固定电阻器、有具有r2s的组合固定电阻的一个或多个固定电阻器、有具有r1p的组合固定电阻的一个或多个固定电阻器、有具有r2p的组合固定电阻的一个或多个固定电阻器、有具有l1s的组合固定电感的一个或多个固定电感器、有具有l2s的组合固定电感的一个或多个固定电感器、有具有l1p的组合固定电感的一个或多个固定电感器、以及有具有l2p的组合固定电感的一个或多个固定电感器。处理器根据频率fn1和根据电容cn1计算具有可变电容cn1的一个或多个电容元件的阻抗zcn1，根据频率fn1和根据电感l1s计算电感器l1s的阻抗zl1ns，根据频率fn1和根据电感l2s计算电感器l2s的阻抗zl2ns，根据频率fn1和根据电感l1p计算电感器l1p的阻抗zl1np，根据频率fn1和根据电感l2p计算电感器l2p的阻抗zl2np，根据频率fn1和根据电容c1s计算电容器c1s的阻抗zc1ns，根据频率fn1和根据电容c2s计算电容器c2s的阻抗zc2ns，根据频率fn1和根据电容c1p计算电容器c1p的阻抗zc1np，根据频率fn1和根据电容c2p计算电容器c2p的阻抗zc2np，并且计算阻抗zr1s、zr2s、zr1p和阻抗zr2p。为了说明，处理器计算电容器的阻抗作为(1/jωc)，并且计算电感器的阻抗作为jωl，其中ω等于2πfn1。所述处理器根据输出端测得的负载zonm通过组合(例如求和、减、等)阻抗zcn1、zc1ns、zc2ns、zc1np、zc2np、zl1ns、zl2ns、zl1np、zl2np、zr1s、zr2s、zr1p和zr2p，计算预测的输入阻抗zinp，以类似于上述用于通过将阻抗zc11、zc11s、zc21s、zc11p、zc21p、zl11s、zl21s、zl11p、zl21p、zr1s、zr2s、zr1p和zr2p与输出测量的负载zo1m组合来计算预测的输入阻抗zi1p所描述的方式确定预测的输入阻抗zinp。

在方法303的操作308中，主计算机系统112的处理器根据所测得的输入阻抗zi1m确定预测的输入阻抗zi1p是否在预定的范围内，以及根据所测得的输入阻抗zinm确定所述预测的输入阻抗zinp是否在预定的范围内。例如，由该处理器同时(例如，在同一时间、在同一时钟周期期间等)执行根据所测得的输入阻抗zi1m确定预测的输入阻抗zi1p是否在预定的范围内以及根据所测得的输入阻抗zinm确定预测的输入阻抗zinp是否在预定的范围内。应当指出的是，针对所有负载阻抗设备执行操作308。例如，如果三个负载阻抗设备1、2和3以上述使用负载阻抗设备1和2的方式使用，则处理器根据所测得的输入阻抗zi1m确定预测的输入阻抗zi1p是否在预定的范围内，根据所测得的输入阻抗zi2m确定预测的输入阻抗zi2p是否在预定的范围内，以及根据所测得的输入阻抗zinm确定预测的输入阻抗zinp是否在预定的范围内。在负载阻抗设备2经由rf电缆108(图1b)连接到阻抗匹配网络1，且阻抗匹配网络1经由rf电缆106(图1b)进一步连接到网络分析器102时，测得的输入阻抗zi2m由网络分析器102进行测量。此外，预测的输入阻抗zi2p由处理器以类似于由处理器计算预测的输入阻抗zi1p和zinp的方式来计算。

当根据所测得的输入阻抗zi1m确定所预测的输入阻抗zi1p在预定的范围内并且根据所测得的输入阻抗zinm确定所预测的输入阻抗zinp在预定的范围内时，则在方法300的操作310中，处理器分配固定参数l1s、l1p、l2s、l2p、r1s、r1p、r2s、r2p、c1s、c1p、c2s和c2p到匹配网络模型302以与阻抗匹配网络1一起使用。例如，处理器映射固定参数l1s、l1p、l2s、l2p、r1s、r1p、r2s、r2p、c1s、c1p、c2s和c2p到阻抗匹配网络1的识别号，例如，id1等，并将所述映射、所述参数和所述识别号存储到主计算机系统112的存储器装置中。另一方面，在根据测得的输入阻抗zi1m确定预测的输入阻抗zi1p不在预定的范围内或在根据测得的输入阻抗zinm确定预测的输入阻抗zinp不在预定的范围内时，则在方法303的操作312中，处理器改变固定参数l1s、l1p、l2s、l2p、r1s、r1p、r2s、r2p、c1s、c1p、c2s和c2p中的一个或多个以产生一个或多个改变的参数。

在多种实施方式中，由用户经由连接到处理器的输入装置提供参数l1s、l1p、l2s、l2p、r1s、r1p、r2s、r2p、c1s、c1p、c2s和c2p中的一个或多个的值的预定的范围给处理器，并且所述参数中的一个或多个被改变为在预定的范围内。例如，用户指示处理器，参数l1s要改变值的5％，该值也由用户经由输入装置提供给处理器。在操作312期间，处理器将参数l1s的值改变5％。举另一示例而言，用户指示处理器，将参数c1s的值改变2％，该值也由用户通过输入装置提供给处理器。在操作312期间，处理器将参数c1s的值改变2％。举另一示例而言，用户指示处理器，将参数c1s的值改变0％，该值也由用户经由输入设备提供给处理器。在操作312期间，处理器将参数c1s的值改变0％。

在一些实施方式中，在操作312中，代替或除了改变固定参数l1s、l1p、l2s、l2p、r1s、r1p、r2s、r2p、c1s、c1p、c2s和c2p中的一个或多个以外，处理器还改变电容c11。例如，电容c11是匹配网络模型302的模型中的一个的可变电容，且可变电容表示阻抗匹配网络1的马达驱动的电容器。在这个实施例中，电容c11由常数项、线性项和二次项的总和的式表示。线性项是第一系数与变量(例如，马达轴旋转的位置等)的乘积。二次项是第二系数与变量的平方的乘积。在操作312中，处理器改变常数的值、和/或第一系数的值、和/或第二系数的值以改变可变电容c11。

处理器使用一个或多个改变的参数重复操作308，以根据所测得的输入阻抗zi1m确定针对改变的参数的预测的输入阻抗zi1p是否在预定的范围内以及根据所测得的输入阻抗zinm确定针对改变的参数的预测的输入阻抗zinp是否在预定的范围内。以这种方式，处理器重复操作308，直到根据所测得的输入阻抗zi1m，预测的输入阻抗zi1p在预定的范围内，以及根据所测得的输入阻抗zinm，预测的输入阻抗zinp在预定的范围内，以找出用于匹配网络模型302的一个或多个对应的改变的参数的一个或多个值。然后将一个或多个对应的改变的参数的一个或多个值分配给匹配网络模型302。例如，处理器将改变的参数映射到阻抗匹配网络1的标识号，并将该映射、该改变的参数和标识号存储在主计算机系统112的存储装置中。

应当注意，在一些实施例中，参数的值与参数相同。例如，参数l1s、l1p、l2s、l2p、r1s、r1p、r2s、r2p、c1s、c1p、c2s和c2p中的每一个是值。因此，当值改变时，参数改变。

在如图1a的操作132所确定的所测得的输入阻抗zi1m不在预定的阻抗的预定阈值之内以及如图1b的操作152所确定的所测得的输入阻抗zinm不在预定的阻抗的预定的阈值之内的实施方式中，针对测得的输入阻抗zi1qm和zinqm(见图1a和1b)执行操作308。例如，在操作308中，确定针对测得的输入阻抗zi1qm获得的预测的输入阻抗zi1p是否在所测得的输入阻抗zi1qm的预定的范围内，以及针对测得的输入阻抗zinqm获得的预测的输入阻抗zinp是否在所测得的输入阻抗zinqm的预定的范围内。在确定预测的输入阻抗zi1p在测得的输入阻抗zi1qm的预定的范围内时，并且预测的输入阻抗zinp在测得的输入阻抗zinqm的预定的范围内时，执行操作310。另一方面，在确定所预测的输入阻抗zi1p不在测得的输入阻抗zi1qm的预定的范围内，并且，预测的输入阻抗zinp不在测得的输入阻抗zinqm的预定的范围内时，执行操作312。

图4是等离子体系统400的一个实施方式的示意图，其用以说明阻抗匹配网络1的效率的确定。系统400包括网络分析器402、阻抗匹配网络1、负载阻抗设备1和主计算机系统112。主计算机系统112经由网络电缆404连接到网络分析器402。

网络分析器402具有端口s1和另一个端口s2。在一些实施方式中，端口s2是输入端口，而端口s1是输出端口。端口s1经由rf电缆106连接到阻抗匹配网络1的输入端107，而端口s2经由rf电缆408连接到负载阻抗设备1的输出端406。应当注意，阻抗匹配网络1的输出端109连接到组合负载设备410，组合负载设备410包括负载阻抗设备1的电感和/或电容以及端口s2的电阻，例如50欧姆、在49和51欧姆之间等。在一些实施方式中，组合负载设备410的阻抗模拟等离子体条件a，例如等离子体的一个阻抗、等离子体的预定阻抗范围等。

当阻抗匹配网络1的一个或多个可变电容器的组合可变电容设置为值c11时，网络分析器402以频率f11操作。例如，网络分析器402产生具有频率f11的rf信号，并将rf信号从端口s1经由rf电缆106发送到阻抗匹配网络1的输入端107。在一些实施方式中，阻抗匹配网络1的一个或多个可变电容器的组合可变电容被设置为不同于值c11的值，并且网络分析器402在不同于频率f11的频率下操作。阻抗匹配网络1接收rf信号并使负载(例如，rf电缆108和组合负载设备410等)的阻抗与源(例如，rf电缆106和端口s1等)的阻抗匹配，以产生经修改的rf信号。将经修改的rf信号提供给组合的负载设备410。例如，经修改的rf信号经由负载阻抗设备1传递到网络分析器402的端口s2。

当经修改的rf信号被提供给组合负载设备410时，网络分析器402测量s21参数、s11参数以及在s1端口处通过rf信号输出的功率po1m的量。例如，网络分析器402在端口s1处测量通过经由rf电缆106发送到阻抗匹配网络1的rf信号提供的功率po1m。参数s11和s12是散射参数。散射参数s11和s21是电压参数，而相关功率是散射参数的平方。例如，输入到端口s1的功率与从端口s1输出的功率的比率是s11²，并且输入到端口s2的功率与从端口s1输出的功率的比率是s21²。网络分析器402经由网络电缆404将功率po1m的量、s11参数和s21参数发送到主计算机系统112的处理器。当阻抗匹配网络1的一个或多个可变电容器的组合可变电容被设置为值c11，并且网络分析器402以频率f11操作时，处理器计算阻抗匹配网络1的效率ε1m作为s21参数的平方与1和s11参数的平方之间的差的比率。该比率表示为

应当注意，在一些实施方式中，阻抗匹配网络1的测得效率不是单个数字，而是取决于连接到阻抗匹配网络1的负载的阻抗。

在一些实施方式中，当负载阻抗设备1被设计为无损耗的或具有最小功率损耗时，例如，在负载阻抗设备1中的功率损耗显著小于阻抗匹配网络1的功率损耗等的情况下，使用等式(1)测量效率ε1m。效率ε1m是组合负载设备410的效率。在一些实施方式中，在负载阻抗设备1具有小量的功率损耗的情况下修改该比率。虽然在一些实施方式中，效率ε1m在阻抗匹配网络1的组合可变电容和网络分析器402的rf频率的任何值下确定，但是效率ε1m对于s11²的小值是精确的，并且随着s11²变大而变得不准确。在多种实施方式中，当阻抗匹配网络1被调谐或几乎调谐时，例如当阻抗匹配网络1的组合可变电容和网络分析器402的rf频率使得s11²接近0时，确定效率ε1m。效率ε1m在本文中有时被称为测得的效率。

在一些实施方式中，不是负载阻抗设备1，而是另一负载阻抗设备a连接到阻抗匹配网络1和网络分析器402的端口s2。负载阻抗设备a具有与负载阻抗设备1的结构相同的结构，不同的是负载阻抗设备a包括一个或多个无损电容器和/或一个或多个无损电感器，并且不包括任何电阻器。例如，负载阻抗设备a包括与一个或多个无损电感器串联耦合的一个或多个无损电容器。该一个或多个无损电容器连接到输入端1111，并且该一个或多个无损电感器耦合到输出端406。举另一示例而言，负载阻抗设备a包括与一个或多个无损电感器串联耦合的一个或多个无损电容器。一个或多个无损电感器连接到输入端1111，并且一个或多个无损电容器耦合到输出端406。

在一些实施方式中，无损电路元件(例如电感器、电容器、电阻器等)是这样的电路元件：当电流通过该电路元件时没有功率损耗或功率损耗小于预定量的功率损耗。

图5是主计算机系统112的实施方式的示意图，其用以说明确定固定参数l1s、l1p、l2s、l2p、r1s、r1p、r2s、r2p、c1s、c1p、c2s和c2p的值。匹配网络模型302被初始化为具有射频f11、电容c11和固定参数l1s、l1p、l2s、l2p、r1s、r1p、r2s、r2p、c1s、c1p、c2s和c2p。例如，用户经由输入装置向主计算机系统112的处理器提供固定值f11、c11、l1s、l1p、l2s、l2p、r1s、r1p、r2s、r2p、c1s、c1p、c2s和c2p以用于初始化匹配网络模型302。在一些实施例中，匹配网络模型302被初始化为具有和sc1，而不是组合可变电容c11，并且匹配网络模型302被初始化为具有和sf1，而不是频率f11。

处理器经由网络电缆404从网络分析器402接收测得的输出功率po1m。在匹配网络模型302被初始化为具有射频f11，电容c11和参数l1s、l1p、l2s、l2p、r1s、r1p、r2s、r2p、c1s、c1p、c2s和c2p的时间期间，处理器在匹配网络模型302的输入端306处应用输入功率pi1p，并且经由匹配网络模型302的电路元件正向传送输入功率pi1p以计算匹配网络模型302的输出端304处的预测输出功率po1p。例如，当匹配网络模型302包括电路元件r1s、c1s、l1s和c11的串联组合时，电流量通过该串联组合传送，以确定由电阻器r1s消耗的功率prs、由电容器c1s消耗的功率pcs、由电感器l1s消耗的功率pls以及由电容器c11消耗的功率pc1s。处理器计算输入功率pi1p、功率prs、功率pcs、功率pls和功率pc1s的定向和，以计算预测的输出功率po1p。

在一些实施方式中，输入功率pi1p与功率po1m相同。在多种实施方式中，输入功率pi1p由主计算机系统112的处理器随机选择。在多种实施方式中，经由连接到处理器的输入设备从用户接收输入功率pi1p。

处理器计算匹配网络模型302的预测的效率ε1p作为预测的输出功率po1p和输入功率pi1p的比率。处理器应用方法500，以确定是否改变匹配网络模型302的相应的固定参数l1s、l1p、l2s、l2p、r1s、r1p、r2s、r2p、c1s、c1p、c2s和c2p中的一个或多个的一个或多个固定值。例如，在操作502中，处理器确定预测的效率ε1p是否在测得的效率ε1m的预定限度内。预定限度被作为输入经由输入设备提供到处理器。例如，在执行操作502之前或执行方法500之前将预定限度提供给处理器。在确定预测的效率ε1p在测得的效率ε1m的预定限度内时，处理器在操作310中分配参数l1s、l1p、l2s、l2p、r1s、r1p、r2s、r2p、c1s、c1p、c2s和c2p的固定值到匹配网络模型302以与阻抗匹配网络1一起使用。另一方面，在确定预测的效率ε1p不在测得的效率ε1m的预定限度内时，处理器在操作312中改变参数l1s、l1p、l2s、l2p、r1s、r1p、r2s、r2p、c1s、c1p、c2s和c2p中的一个或多个的一个或多个值以生成一个或多个改变的参数。为了说明，处理器将电感器l1s的值从v1改变为v2，以产生一个或多个改变的参数。作为另一说明，处理器将电感器l1s的值从v1改变为v2，并将电容器c1s的值从w1改变为w2，以产生一个或多个改变的参数。

处理器使用一个或多个改变的参数重复操作502，以根据测得的效率ε1m确定针对改变的参数的预测的效率ε1p是否在预定限度内。以这种方式，处理器重复操作502，直到根据测得的效率ε1m，预测的效率ε1p处于预定限度内，以找到匹配网络模型302的一个或多个对应的改变参数的一个或多个值。然后将该一个或多个对应的改变的参数的一个或多个值分配给匹配网络模型302。例如，处理器将一个或多个改变的参数映射到阻抗匹配网络1的标识号，并且将该映射、一个或多个改变的参数和匹配网络模型302的标识号存储到主计算机系统112的存储器装置中。

在一些实施方式中，替代或者附加于改变固定参数l1、l1p、l2s、l2p、r1s、r1p、r2s、r2p、c1s、c1p、c2s和c2p中的一个或多个，在方法500的操作312中，以与上述相同的方式改变可变电容c11。

图6是使用阻抗zi1p、zi1m、zinp、zinm、以及效率ε1m和ε1p来确定固定参数l1s、l1p、l2s、l2p、r1s、r1p、r2s、r2p、c1s、c1p、c2s和c2p的方法600的实施方式的流程图。方法600由主计算机系统112的处理器执行。在方法600的操作602中，由处理器确定预测输入阻抗zi1p是否在输入阻抗zi1m的预定范围内，预测输入阻抗zinp是否在输入阻抗zinm的预定范围内，以及根据测得的效率ε1m，预测的效率ε1p是否在预定限度内。

在确定预测输入阻抗zi1p在输入阻抗zi1m的预定范围内，预测输入阻抗zinp在输入阻抗zinm的预定范围内，并且根据测得的效率ε1m，预测的效率ε1p在预定限度内时，由处理器执行操作310。另一方面，在确定所述预测输入阻抗zi1p不在输入阻抗zi1m的预定范围内，或者所述预测输入阻抗zinp不在输入阻抗zinm的预定范围内，或者根据测得的效率ε1m，所述预测的效率ε1p不在预定限度内时，处理器执行操作312。

在一些实施方式中，处理器在确定所述预测输入阻抗zi1p不在输入阻抗zi1m的预定范围内，或者预测输入阻抗zinp不在输入阻抗zinm的预定范围内，或者根据测得的效率ε1m，预测的效率ε1p不在预定限度内，或者其中的两者或更多者的组合时，执行操作312。例如，在确定预测输入阻抗zi1p不在输入阻抗zi1m的预定范围内，并且预测输入阻抗zinp不在输入阻抗zinm的预定范围内，并且根据测得的效率ε1m，预测的效率ε1p不在预定限度内时，处理器执行操作312。

处理器使用一个或多个改变的参数重复操作602，以确定预测输入阻抗zi1p是否在输入阻抗zi1m的预定范围内、预测输入阻抗zinp是否在输入阻抗zinm的预定范围内、以及根据测得的效率ε1m，预测的效率ε1p是否处于预定限度内。以这种方式，处理器重复操作602，直到预测输入阻抗zi1p在输入阻抗zi1m的预定范围内、预测输入阻抗zinp在输入阻抗zinm的预定范围内、并且根据测得的效率ε1m，预测的效率ε1p在预定限度内，以找到用于匹配网络模型302的一个或多个相应改变的参数的一个或多个值。然后将一个或多个相应改变的参数的一个或多个值分配给匹配网络模型302。例如，处理器将改变的参数映射到阻抗匹配网络1的标识号，并将该映射、标识号和一个或多个改变的参数存储在主计算机系统112的存储器装置中。

在一些实施方式中，代替或附加于改变固定参数l1s、l1p、l2s、l2p、r1s、r1p、r2s、r2p、c1s、c1p、c2s和c2p中的一个或多个，处理器在方法600的操作312中以与上述相同的方式改变可变电容c11。

图7是系统700的实施方式的示意图，其示出了当阻抗匹配网络1连接到负载阻抗设备n时阻抗匹配网络1的效率的确定。系统700包括网络分析器402、阻抗匹配网络1、负载阻抗设备n和主计算机系统112。

端口s2经由rf电缆408连接到负载阻抗设备n的输出端702。应当注意，阻抗匹配网络1的输出端109经由rf电缆108连接到组合负载设备704，组合负载设备704包括负载阻抗设备n的电感和/或电容以及端口s2的电阻。在一些实施方式中，组合负载设备704的阻抗模拟等离子体条件b，例如等离子体的一个阻抗、等离子体的阻抗的预定范围等，并且等离子体条件b不同于等离子体条件a。例如，由组合负载设备704所呈现的阻抗不同于由组合负载设备410(图4)所呈现的阻抗。举另一示例而言，由组合负载设备704所呈现的阻抗的预定范围不包括由组合负载设备410所呈现的阻抗的预定范围。

当阻抗匹配网络1的一个或多个可变电容器的组合可变电容设置为值cn1时，网络分析器402以频率fn1操作。例如，网络分析器402产生具有频率fn1的rf信号，并将rf信号从端口s1经由rf电缆106发送到阻抗匹配网络1的输入端107。在一些实施方式中，阻抗匹配网络1的一个或多个可变电容器的组合可变电容被设置为不同于值cn1的值，并且网络分析器402在与频率fn1不同的频率下操作。阻抗匹配网络1接收rf信号并且使连接到阻抗匹配网络1的输出端109的负载(例如，rf电缆108、负载阻抗设备n和端口s2等)的阻抗与连接到阻抗匹配网络1的输入端107的源(例如，rf电缆106和端口s1等)的阻抗匹配，以产生修改的rf信号。将修改的rf信号提供给组合负载设备704。例如，修改的rf信号经由负载阻抗设备n传送到网络分析器402的端口s2。

当修改的rf信号被提供给组合负载设备704时，网络分析器402测量s21参数、s11参数和在s1端口输出的rf信号的功率量ponm。例如，网络分析器402在端口s1测量通过经由rf电缆106发送到阻抗匹配网络1的rf信号提供的功率ponm。网络分析器402经由网络电缆404发送s11参数、s21参数和功率ponm到主计算机系统112的处理器。处理器计算阻抗匹配网络1的效率εnm作为s21参数的平方与1和s11参数的平方之间的差的比率。

该比率表示为

效率εnm是组合负载设备704的效率。在一些实施方式中，当负载阻抗设备n被设计为无损耗或具有最小功率损耗时，例如，在负载阻抗设备n中的功率损耗显著小于在阻抗匹配网络1中的功率损耗等时，使用等式(2)来测量效率εnm。在一些实施方式中，在负载阻抗设备n具有小量功率损耗的情况下修改该比率。虽然在一些实施方式中，效率εnm以阻抗匹配网络1的组合可变电容和网络分析器402的rf频率的任何值确定，但是对于s11²的小值，效率εnm是精确的，并且随着s11²变大，效率εnm变得不精确。在多种实施方式中，在阻抗匹配网络1被调谐或几乎被调谐时，例如当阻抗匹配网络1的组合可变电容和网络分析器402的rf频率使得s11²接近0时，确定效率εnm。

在一些实施方式中，不是负载阻抗设备n，而是另一个负载阻抗设备b连接到阻抗匹配网络1和网络分析器402的端口s2。负载阻抗设备b具有与负载阻抗设备n的结构相同的结构，不同的是，负载阻抗设备b包括一个或多个无损电容器和/或一个或多个无损电感器，并且不包括任何电阻器。例如，负载阻抗设备b包括与一个或多个无损电感器串联耦合的一个或多个无损电容器。一个或多个无损电容器连接到输入端111n，并且一个或多个无损电感器耦合到输出端702。举另一示例而言，负载阻抗设备b包括与一个或多个无损电感器串联耦合的一个或多个无损电容器。一个或多个无损电感器连接到输入端111n，并且一个或多个无损电容器连接到输出端702。

图8是示出由主计算机系统112执行以确定固定参数l1s、l1p、l2s、l2p、r1s、r1p、r2s、r2p、c1s、c1p、c2s和c2p的值的方法800的示意图。使用如上参照图5所述的匹配网络模型302确定预测的效率ε1p。此外，匹配网络模型302被初始化为具有射频fn1、电容cn1和固定参数l1s、l1p、l2s、l2p、r1s、r1p、r2s、r2p、c1s、c1p、c2s和c2p。例如，用户经由输入装置向主计算机系统112的处理器提供值fn1、cn1、l1s、l1p、l2s、l2p、r1s、r1p、r2s、r2p、c1s、c1p、c2s和c2p以初始化匹配网络模型302。在使用加权电容和加权频率的实施方式中，处理器将匹配网络模型302的参数从sf1改变为sfn以及从sc1改变为scn。例如，使用值scn而不是电容cn1，并且使用值sfn而不是值fn1。

处理器经由网络电缆404从网络分析器402接收测得的输出功率ponm。在匹配网络模型302被初始化为具有射频fn1、电容cn1和固定参数l1s、l1p、l2s、l2p、r1s、r1p、r2s、r2p、c1s、c1p、c2s和c2p的时间期间，处理器在匹配网络模型302的输入端306处施加输入功率pinp，并且通过匹配网络模型302的电路元件正向传导输入功率pinp以计算匹配网络模型302的输出端304处的预测输出功率ponp。例如，当匹配网络模型302包括电路元件r1s、c1s、l1s和c11的串联组合时，一定量的电流通过串联组合传送以确定由电阻器r1s消耗的功率prs、由电容器c1s消耗的功率pcs、由电感器l1s消耗的功率pls、以及由电容器c11消耗的功率pc1s。处理器计算输入功率pinp、功率prs、功率pcs，功率pls和功率pc1s的定向和，以计算预测输出功率ponp。在一些实施方式中，输入功率pinp与功率ponm相同。在多种实施方式中，输入功率pinp由主计算机系统112的处理器随机选择。在一些实施方式中，使用值pi1p而不是功率pinp。在多种实施方式中，经由连接到处理器的输入设备从用户接收输入功率pinp。

处理器计算匹配网络模型302的预测的效率εnp作为预测输出功率ponp和输入功率pinp的比率。处理器应用方法800以确定是否改变匹配网络模型302的参数l1s、l1p、l2s、l2p、r1s、r1p、r2s、r2p、c1s、c1p、c2s和c2p中的一个或多个。例如，在操作802中，处理器确定预测的效率ε1p是否在测得的效率ε1m的预定限度内，以及预测的效率εnp是否在测得的效率εnm的预定限度内。在确定预测的效率ε1p在测得的效率ε1m的预定限度内并且预测的效率εnp在测得的效率εnm的预定限度内时，处理器在操作310中分配参数l1s、l1p、l2s、l2p、r1s、r1p、r2s、r2p、c1s、c1p、c2s和c2p给匹配网络模型302以与阻抗匹配网络1一起使用。另一方面，在确定预测的效率ε1p不在测得的效率ε1m的预定限度内或者预测的效率εnp不在测得的效率εnm的预定限度内时，处理器在操作312中改变参数l1s、l1p、l2s、l2p、r1s、r1p、r2s、r2p、c1s、c1p、c2s和c2p中的一个或多个，以产生一个或多个改变的参数。

处理器使用一个或多个改变的参数重复操作802以根据测得的效率ε1m确定针对改变的参数的预测的效率ε1p是否在预定限度内，以及根据测得的效率εnm确定针对改变的参数的预测的效率εnp是否在预定限度内。以这种方式，处理器重复操作802，直到根据测得的效率ε1m，预测的效率ε1p处于预定限度内，并且根据测得的效率εnm，针对改变的参数的预测的效率εnp处于预定限度内，以找到用于匹配网络模型302的一个或多个相应的改变的参数的一个或多个值。然后将一个或多个相应的改变的参数的一个或多个值分配给匹配网络模型302。例如，处理器将一个或多个改变的参数映射到阻抗匹配网络1的标识号，并将该映射、标识号和一个或多个改变的参数存储在主计算机系统112的存储器装置中。

在一些实施方式中，代替或者附加于改变固定参数l1s、l1p、l2s、l2p、r1s、r1p、r2s、r2p、c1s、c1p、c2s和c2p中的一个或多个，处理器在方法800的操作312中以与上述相同的方式改变电容c11。

在多种实施方式中，在确定预测的效率ε1p不在测得的效率ε1m的预定限度内，并且预测的效率εnp不在测得的效率εnm的预定限度内时，处理器在操作312中改变固定参数l1s、l1p、l2s、l2p、r1s、r1p、r2s、r2p、c1s、c1p、c2s和c2p中的一个或多个，以产生一个或多个改变的参数。

图9是使用阻抗zi1p、zi1m、zinp、zinm、效率ε1m和ε1p、以及效率εnm和εnp确定参数l1s、l1p、l2s、l2p、r1s、r1p、r2s、r2p、c1s、c1p、c2s和c2p的方法900的实施方式的流程图。方法900由主计算机系统112的处理器执行。在方法900的操作902中，由处理器确定预测的输入阻抗zi1p是否在输入阻抗zi1m的预定范围内、预测的输入阻抗zinp是否在输入阻抗zinm的预定范围内、根据测得的效率ε1m，预测的效率ε1p是否在预定限度内、以及根据测得的效率εnm，预测的效率εnp是否在预定限度内。

在确定预测的输入阻抗zi1p在输入阻抗zi1m的预定范围内、预测的输入阻抗zinp在输入阻抗zinm的预定范围内，根据测得的效率ε1m，预测的效率ε1p在预定限度内、以及根据测得的效率εnm，预测的效率εnp处于预定限度内时，由处理器执行操作310。另一方面，在确定预测的输入阻抗zi1p不在输入阻抗zi1m的预定范围内，或者预测的输入阻抗zinp不在输入阻抗zinm的预定范围内，或者根据测得的效率ε1m，预测的效率ε1p不在预定限度内，或者根据测得的效率εnm，预测的效率εnp不在预定限度内时，处理器执行操作312。

在一些实施方式中，在确定预测的输入阻抗zi1p不在输入阻抗zi1m的预定范围内，或预测的输入阻抗zinp不在输入阻抗zinm的预定范围内，或者根据测得的效率ε1m，预测的效率ε1p不在预定限度内，或者根据测得的效率εnm，预测的效率εnp不在预定限度内，或者其中的两者或更多者的组合时，处理器执行操作312。例如，在确定预测输入阻抗zi1p不在输入阻抗zi1m的预定范围内、预测的输入阻抗zinp不在输入阻抗zinm的预定范围内、根据测得的效率ε1m，预测的效率ε1p不在预定限度内、以及根据测得的效率εnm，预测的效率εnp不在预定限度内时，处理器执行操作312。举另一示例而言，在确定预测输入阻抗zinp不在输入阻抗zinm的预定范围内，并且根据测得的效率εnm，预测的效率εnp不在预定限度内时，处理器执行操作312。

处理器使用一个或多个改变的参数重复操作902，以确定预测的输入阻抗zi1p是否在输入阻抗zi1m的预定范围内、预测的输入阻抗zinp是否在输入阻抗zinm的预定范围内、根据测得的效率ε1m，预测的效率ε1p是否在预定限度内、以及根据测得的效率εnm，预测的效率εnp是否在预定限度内。以这种方式，处理器重复操作902，直到所述预测的输入阻抗zi1p在输入阻抗zi1m的预定范围内、预测的输入阻抗zinp在输入阻抗zinm的预定范围内、根据测得的效率ε1m，预测的效率ε1p在预定限度内、并且根据测得的效率εnm，预测的效率εnp在预定限度内，以找到匹配网络模型302的相应的一个或多个改变的参数的一个或多个值。然后将一个或多个改变的参数的值分配给匹配网络模型302。例如，处理器将一个或多个改变的参数映射到阻抗匹配网络1的标识号，并且存储该映射、该一个或多个改变的参数以及该标识号到主计算机系统112的存储器装置中。

在一些实施方式中，代替或附加于改变固定参数l1s、l1p、l2s、l2p、r1s、r1p、r2s、r2p、c1s、c1p、c2s和c2p中的一个或多个，处理器在方法900的操作312中以与上述相同的方式改变电容c11。

图10是等离子体系统1000的实施方式的示意图，其用以说明匹配网络模型302在等离子体系统1000内的使用。等离子体系统1000包括rf产生器1002、阻抗匹配网络1、等离子体室1004和主计算机系统112。rf产生器1002是xmhzrf产生器、或ymhzrf产生器、或zmhzrf产生器。rf产生器1002以频率frf1操作。等离子体室1004经由rf传输线1006连接到阻抗匹配网络1的输出端109，并且阻抗匹配网络1的分支电路的输入端107经由rf电缆1008连接到rf产生器1002。

rf产生器1002包含rf功率源1010和传感器1012，传感器1012例如，复电压和电流传感器、复阻抗传感器、复电压传感器、复电流传感器等。传感器1012经由网络电缆1014被连接到主计算机系统112，网络电缆1014例如，串行传输电缆、并行传输电缆、usb电缆等。传感器1012的示例包括电压传感器、电流传感器、阻抗传感器、复电压和电流传感器、功率传感器等。主计算机系统112包含处理器1016和存储设备1018，存储设备1018存储匹配网络模型302以供处理器1016访问。

等离子体室1004包含上电极1020、卡盘1022和晶片w。上电极1020朝向卡盘1022并接地，例如，耦合到参考电压、耦合到零电压、耦合到负电压等。卡盘1022的示例包含静电卡盘(esc)和磁性卡盘。卡盘1022的下电极由金属(例如，阳极氧化铝、铝合金，等)制成。此外，上电极1020由金属(例如，铝、铝合金，等)制成。上电极1020位于卡盘1022的下电极相对侧并朝向卡盘1022的下电极。

在一些实施方式中，等离子体室1004使用附加的部件形成，附加的部件例如，围绕上电极1020的上电极延伸部、围绕卡盘1022的下电极的下电极延伸部、在上电极1020和上电极延伸部之间的介电环、在下电极和下电极延伸部之间的介电环、位于上电极1020和卡盘1022的边缘以包围等离子体室1004内的其中形成等离子体的区域的约束环，等。

晶片w被放置在卡盘1022的顶表面1024上进行处理，例如，在晶片w上沉积材料，或清洗晶片w，或蚀刻沉积在晶片w上的层，或给晶片w掺杂，或在晶片w上注入离子，或在晶片w上产生光刻图案，或蚀刻晶片w，或溅射晶片w，或以上的组合。

主计算机系统112的处理器1016从主计算机系统112的存储器装置1018访问配方(例如，待由rf产生器1002产生的rf信号的频率frf1，待由rf产生器1002产生的rf信号的功率量，等)，并经由网络电缆1026提供该配方到rf产生器1002。

该配方还包含阻抗匹配网络1要实现的组合可变电容。处理器被连接到驱动组件1040，驱动组件1040经由连接机构1042连接到阻抗匹配网络1的一个或多个可变电容器。驱动器组件1040的例子包含连接到相应的一个或多个马达的一个或多个驱动器，例如，一个或多个晶体管等。所述一个或多个马达被连接到连接机构1042的相应的一个或多个杆。处理器1016控制驱动组件1040以经由连接机构1042来控制阻抗匹配网络1中的一个或多个可变电容器，从而实现相应的一个或多个电容值，以进一步实现组合可变电容。例如，处理器1016将信号发送到被连接到所述一个或多个马达中的一个的一个或多个驱动器中的一个。在接收到信号时，驱动器产生被提供给马达的定子的电流信号。与定子连通的转子旋转以使连接到转子的连接机构1042的一个或多个杆旋转。该一个或多个杆的旋转改变阻抗匹配网络1中的一个或多个可变电容器中的一个的板的位置，以改变阻抗匹配网络1的组合可变电容。类似地，阻抗匹配网络1的一个或多个可变电容器中的其他可变电容器由处理器1016控制以实现组合的可变电容。阻抗匹配网络1的所有的可变电容器的待实现的组合电容被表示为组合可变电容c11。

rf产生器1002接收配方并产生具有在配方内的频率frf1和功率的rf信号。具有组合可变电容c11的阻抗匹配网络1的分支电路经由阻抗匹配网络1的输出端1030、rf电缆1008和输入端107从rf产生器1002接收具有频率frf1的rf信号并使连接到阻抗匹配网络1的输出端109的负载的阻抗与连接到阻抗匹配网络1的输入端107的源的阻抗相匹配，以产生修改的rf信号。源的实施例包含rf产生器1002和将rf产生器1002耦合到阻抗匹配网络1的rf电缆1008。负载的例子包含rf传输线1006和等离子体室1004。rf传输线1006将卡盘1022的下电极连接到阻抗匹配网络1。修改的rf信号经由输出端109和rf传输线1006由阻抗匹配网络1提供给卡盘1022。

卡盘1022接收修改的rf信号并在工艺气体进入等离子体室1004时，在等离子体室1004中激励等离子体或维持等离子体。工艺气体的实施例包含含氧气体或含氟气体等，在上电极1020和卡盘1022之间的间隙内提供工艺气体。等离子体用于处理晶片w。

匹配网络模型302被存储在主计算机系统112的存储装置1018中。此外，存储装置1018存储数据库1028，数据库1028包含阻抗匹配网络1的标识、匹配网络模型302的参数值、由rf产生器1002产生的rf信号的频率frf1和阻抗匹配网络1的组合可变电容c11之间的关联。例如，数据库1028存储阻抗匹配网络1的标识号(例如，id1等)，以及id1与使用方法303(图3)、或方法500(图5)、或方法600(图6)、或方法800(图8)、或方法900(图9)确定的固定参数l1s、l1p、l2s、l2p、r1s、r1p、r2s、r2p、c1s、c1p、c2s和c2p或一个或多个改变的参数之间的映射。阻抗匹配网络的标识的实施例包含阻抗匹配网络的序列号。此外，在本实施例中，存储装置1018存储另一阻抗匹配网络2的id2，以及id2与阻抗匹配网络2的参数之间的映射。阻抗匹配网络2的参数以与上述的使用图3、图5、图6、图8、或图9确定阻抗匹配网络1的参数的方式类似的方式来确定。

在一些实施例中，阻抗匹配网络2的固定参数与阻抗匹配网络1的固定参数相同。例如，阻抗匹配网络2的固定参数是l1s、l1p、l2s、l2p、r1s、r1p、r2s、r2p、c1s、c1p、c2s和c2p或者一个或多个改变的参数。

在多种实施方式中，阻抗匹配网络2的参数与阻抗匹配网络1的参数相同。例如，阻抗匹配网络2的参数为l1s、l1p、l2s、l2p、r1s、r1p、r2s、r2p、c1s、c1p、c2s、c2p和c11，或一个或多个改变的参数。

阻抗匹配网络1被分配与分配给阻抗匹配网络2的序列号不同的序列号，两个阻抗匹配网络1和2具有相同的型号。在一些实施方式中，序列号在阻抗匹配网络的外壳上，并且型号也如此。在多种实施方式中，标识号包含字母、数字、符号、或者两种或更多字母、数字和符号的组合。

主计算机系统112的处理器1016经由被连接到主计算机系统112的输入装置接收来自用户的指示，其中rf产生器1002连接至具有id1的阻抗匹配网络1，所述输入装置例如，触笔、触摸板、触摸屏、按钮、鼠标等。处理器1016从存储装置1018识别阻抗匹配网络1的id1与匹配网络模型302的参数l1s、l1p、l2s、l2p、r1s、r1p、r2s、r2p、c1s、c1p、c2s和c2p或者一个或多个改变的参数相关联。处理器1016从存储装置1018访问(例如，读取等)参数l1s、l1p、l2s、l2p、r1s、r1p、r2s、r2p、c1s、c1p、c2s和c2p，并且调整匹配网络模型302的参数，以具有与阻抗匹配网络1相关联的值l1s、l1p、l2s、l2p、r1s、r1p、r2s、r2p、c1s、c1p、c2s和c2p或者以具有一个或多个改变的参数。

传感器1012连接到输出端1030以测量在输出端1030处的变量。例如，传感器1012测量输出端1030处的阻抗的量、或者由rf发生器1002提供的rf信号的复电压和电流、或者由rf发生器1002输送的rf信号的复电压和电流。在一些实施方式中，由rf发生器1002输送的rf信号是经由rf电缆1008由rf发生器1002提供到阻抗匹配网络1的rf信号和经由阻抗匹配网络1从等离子体室1004朝向rf发生器1002反射回来的rf信号之间的差。

当测得的变量(例如，复电压、复电流、复阻抗、复功率、复电压和电流等)由处理器1016经由网络电缆1014从传感器1012接收时，处理器1016施用所测得的变量到匹配网络模型302的输入端306处，其被初始化为具有与id1相关联的一个或多个参数或者与id1相关联的一个或多个改变的参数，以产生在匹配网络模型302的输出端304的预测的变量。测得的变量由处理器1016经由匹配网络模型302从输入端306正向传导到输出端304，以在匹配网络模型302的输出端304产生输出变量。例如，处理器416计算下述的复电压的定向和：在匹配网络模型302的输入端306接收的复电压、跨越在匹配网络模型302内的具有电阻r1s的电阻元件的复电压、跨越在匹配网络模型302内的具有电感l1s的电感元件的复电压、跨越具有固定电容c1s的电容元件的复电压、跨越匹配网络模型302内的具有电阻r2s的电阻元件的复电压、跨越匹配网络模型302内的具有电感l2s的电感元件的复电压、跨越具有固定电容c2s的电容元件的复电压以及跨越匹配网络模型302内的具有可变电容c11的电容元件的复电压。

应当注意的是，在匹配网络模型302的输入端接收的复电压、跨越在匹配网络模型302内的具有电阻r1s的电阻元件的复电压、跨越在匹配网络模型302内的具有电感l1s的电感元件的复电压、跨越具有固定电容c1s的电容元件的复电压、跨越匹配网络模型302内的具有电阻r2s的电阻元件的复电压、跨越匹配网络模型302内的具有电感l2s的电感元件的复电压、跨越具有固定电容c2s的电容元件的复电压以及跨越匹配网络模型302内的具有可变电容c11的电容元件的复电压，具有频率frf1以在匹配网络模型302的输出端304产生复数值。在该实施例中，匹配网络模型302不包括除了电阻器r1s、电感器l1s、电容器c1s、电阻器r2s、电感器l2s、电容器c2s和电容器c11之外的任何其他电路元件，电阻器r1s、电感器l1s、电容器c1s、电阻器r2s、电感器l2s、电容器c2s和电容器c11彼此串联连接。在匹配网络模型302的输入端306接收的复电压由连接到rf产生器1002的输出端1030的传感器1012测量，并由处理器1016从传感器1012接收。因此，在阻抗匹配网络1和等离子体室1004之间没有必要使用传感器(例如，电压传感器，电流传感器，复阻抗传感器，复电压和电流传感器等)来确定在阻抗匹配网络1的输出端109的变量的值。使用这些传感器非常昂贵。相比较而言，传感器1012已经是rf产生器1002的一部分，并且已经可以使用。

在一些实施方式中，固定值l1s、l1p、l2s、l2p、r1s、r1p、r2s、r2p、c1s、c1p、c2s和c2p适用于同一模型的所有阻抗匹配网络。例如，当具有不同的序列号但具有相同的型号的阻抗匹配网络1012连续地连接到rf产生器1002的输出端1030时，固定值l1s、l1p、l2s、l2p、r1s、r1p、r2s、r2p、c1s、c1p、c2s和c2p由处理器1016应用以根据从传感器1012获得的参数的值计算在匹配网络模型302的输出端304的变量。举另一示例而言，参数(例如固定参数l1s、l1p、l2s、l2p、r1s、r1p、r2s、r2p、c1s、c1p、c2s和c2p等)适用于阻抗匹配网络1和2两者。这在用阻抗匹配网络2替换阻抗匹配网络1或用阻抗匹配网络1替换阻抗匹配网络2时节省初始化匹配网络模型302的时间。

应当注意，在一些实施方式中，参数l1s、l1p、l2s、l2p、r1s、r1p、r2s、r2p、c1s、c1p、c2s和c2p在晶片w的处理期间是固定的，例如不使用驱动组件1040和连接机构1042等来改变。

图11是匹配网络模型302的一个实施方式的框图。包含电阻器r1s、电感器l1s、电容器c1s的串联电路被连接到包含电阻器r1p、电感器l1p、电容器c1p的并联电路。此外，包含电阻器r2s、电感器l2s、电容器c2s的串联电路被连接到包含电阻器r2p、电感器l2p、电容器c2p的并联电路。另外，包含电阻器r3s、电感器l3s、电容器c3s的串联电路被连接到包含电阻器r3p、电感l3p、电容器c3p的并联电路。

应该注意的是，在一些上述实施方式中，rf信号被供给到卡盘1022的下电极，并且上电极1020接地。在多种实施方式中，rf信号1012被供给到上电极1020，卡盘1022的下电极接地。

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、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、数字信号处理器(dsp)、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，控制器接收设置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，xmhzrf产生器、ymhzrf产生器和zmhzrf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操作，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，同时，不属于专用部分的程序执行或例程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硬件设备(例如，存储器装置等)，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硬件设备。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。