使用多个电感和电容设备来施用多种等离子体条件以确定匹配网络模型的系统和方法

摘要

本发明描述了使用多个电感和电容设备来施用多种等离子体条件以确定匹配网络模型的系统和方法，描述了用于使用多个电感和电容设备以施用多种等离子体条件以确定匹配网络模型的固定参数的系统和方法。多个设备模拟多种等离子体条件，而不占用其中晶片置于等离子体室中的工具时间，以产生匹配网络模型的固定参数。

权利要求

1.一种用于使用多个设备来施用多种等离子体条件以确定匹配网络模型的固定参数的方法，其包括：接收在第一设备的输入端测量的第一输出阻抗；

接收在阻抗匹配网络的输入端测量的第一输入阻抗，其中，在所述阻抗匹配网络的输出端连接到所述第一设备的输入端时测量所述第一输入阻抗；

接收在第二设备的输入端测量的第二输出阻抗；

接收在所述阻抗匹配网络的输入端测量的第二输入阻抗，其中，当所述阻抗匹配网络的输出端连接到所述第二设备的输入端时，测量所述第二输入阻抗；

在匹配网络模型的输出端施用第一测量的输出阻抗，以当所述匹配网络模型被分配第一频率、第一可变电容、第一固定电感、第一固定电容和第一固定电阻时计算在所述匹配网络模型的输入端的第一预测的输入阻抗；

在所述匹配网络模型的输出端施用第二测量的输出阻抗，以当所述匹配网络模型被分配第二频率、第二可变电容、所述第一固定电感、所述第一固定电容和所述第一固定电阻时计算在所述匹配网络模型的输入端的第二预测的输入阻抗；

判定所述第一预测的输入阻抗是否在离第一测量的输入阻抗的预先确定的范围内以及所述第二预测的输入阻抗是否在离第二测量的输入阻抗的预先确定的范围内；以及在确定所述第一预测的输入阻抗在离所述第一测量的输入阻抗的预先确定的范围内以及所述第二预测的输入阻抗在离所述第二测量的输入阻抗的预先确定的范围内时，分配所述第一固定电感、所述第一固定电容和所述第一固定电阻至所述匹配网络模型。

2.根据权利要求1所述的方法，

其中，在所述阻抗匹配网络的输入端连接到在第一频率下操作的网络分析器的输出端时，针对所述阻抗匹配网络的第一可变电容测量所述第一测量的输入阻抗，其中，在所述阻抗匹配网络的输入端连接到在第二频率下操作的所述网络分析器的输出端时，针对所述阻抗匹配网络的第二可变电容测量所述第二测量的输入阻抗，所述方法还包括：判定所述第一测量的输入阻抗是否在预先确定的阻抗的预先确定的阈值之内；

在确定所述第一测量的输入阻抗在所述预先确定的阻抗的预先确定的阈值之内时存储所述第一频率和所述第一可变电容；

判定所述第二测量的输入阻抗是否在预先确定的阻抗的预先确定的阈值之内；以及在确定所述第二测量的输入阻抗在所述预先确定的阻抗的预先确定的阈值之内时存储第二频率和第二可变电容。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一测量的输入阻抗由网络分析器测量，其中所述第一测量的输入阻抗是复数值，其中所述阻抗匹配网络的输入端被配置成耦合到所述阻抗匹配网络的分支电路，其中在晶片的处理过程中所述分支电路被配置为耦合到RF产生器。

4.根据权利要求1所述的方法，其中在所述阻抗匹配网络的输入端连接到在第一频率下操作的网络分析器的输出端时针对所述阻抗匹配网络的第一可变电容测量所述第一测量的输入阻抗，其中所述阻抗匹配网络的所述第一可变电容是所述阻抗匹配网络的一个或多个可变电容器的组合的可变电容。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一设备是用于获得S11测量值的负载阻抗设备，所述第二设备是用于获得S11测量值的负载阻抗设备。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二输入阻抗由网络分析器测量，其中所述第二输入阻抗是复数值，其中所述阻抗匹配网络的输入端被配置成耦合到所述阻抗匹配网络的分支电路，其中在晶片的处理过程中所述分支电路被配置为耦合到RF产生器。

7.根据权利要求1所述的方法，其中在所述阻抗匹配网络的输入端连接到在第二频率下操作的网络分析器的输出端时针对所述阻抗匹配网络的第二可变电容测量所述第二测量的输入阻抗，其中所述阻抗匹配网络的所述第二可变电容是所述阻抗匹配网络的一个或多个可变电容器的组合的可变电容。

8.根据权利要求1所述的方法，其中判定所述第一预测的输入阻抗是否在离所述第一测量的输入阻抗的预先确定的范围内与判定所述第二预测的输入阻抗是否在离所述第二测量的输入阻抗的预先确定的范围内同时进行。

9.根据权利要求1所述的方法，其还包括：在所述匹配网络模型被分配所述第一固定电感、所述第一固定电容和所述第一固定电阻的时间期间计算在所述匹配网络模型的输出端的变量的输出值，其中，计算所述变量的输出值通过向前传导通过连接到RF产生器的输出端的传感器所测量的变量的输入值来执行。

10.一种用于使用多个设备来施用多种等离子体条件以确定匹配网络模型的固定参数的系统，其包括：处理器，其配置成接收在第一设备的输入端测量的第一输出阻抗；

其中所述处理器配置成接收在阻抗匹配网络的输入端测量的第一输入阻抗，其中，在所述阻抗匹配网络的输出端连接到所述第一设备的输入端时测量第一测量的输入阻抗；

其中所述处理器配置成接收在第二设备的输入端测量的第二输出阻抗；

其中所述处理器配置成接收在所述阻抗匹配网络的输入端测量的第二输入阻抗，其中，当所述阻抗匹配网络的输出端连接到所述第二设备的输入端时，测量第二测量的输入阻抗；

其中所述处理器配置成在匹配网络模型的输出端施用第一测量的输出阻抗，以当所述匹配网络模型被分配第一频率、第一可变电容、第一固定电感、第一固定电容和第一固定电阻时计算在所述匹配网络模型的输入端的第一预测的输入阻抗；

其中所述处理器配置成在所述匹配网络模型的输出端施用第二测量的输出阻抗，以当所述匹配网络模型被分配第二频率、第二可变电容、所述第一固定电感、所述第一固定电容和所述第一固定电阻时计算在所述匹配网络模型的输入端的第二预测的输入阻抗；

其中所述处理器配置成判定所述第一预测的输入阻抗是否在离所述第一测量的输入阻抗的预先确定的范围内以及所述第二预测的输入阻抗是否在离所述第二测量的输入阻抗的预先确定的范围内；以及其中所述处理器配置成在确定所述第一预测的输入阻抗在离所述第一测量的输入阻抗的预先确定的范围内以及所述第二预测的输入阻抗在离所述第二测量的输入阻抗的预先确定的范围内时，分配所述第一固定电感、所述第一固定电容、和所述第一固定电阻至所述匹配网络模型；以及存储器装置，其耦合到所述处理器。

11.根据权利要求10所述的系统，

其中，在所述阻抗匹配网络的输入端连接到在第一频率下操作的网络分析器的输出端时，针对所述阻抗匹配网络的第一可变电容测量所述第一测量的输入阻抗，其中所述处理器被配置成判定所述第一测量的输入阻抗是否在预先确定的阻抗的预先确定的阈值之内，其中所述处理器被配置成在确定所述第一测量的输入阻抗在所述预先确定的阻抗的预先确定的阈值之内时在所述存储器装置中存储所述第一频率和所述第一可变电容，其中，在所述阻抗匹配网络的输入端连接到在第二频率下操作的所述网络分析器的输出端时，针对所述阻抗匹配网络的第二可变电容测量所述第二测量的输入阻抗，其中所述处理器被配置为判定所述第二测量的输入阻抗是否在预先确定的阻抗的预先确定的阈值之内，以及其中所述处理器被配置成在确定所述第二测量的输入阻抗在所述预先确定的阻抗的预先确定的阈值之内时在所述存储器装置中存储所述第二频率和所述第二可变电容。

12.根据权利要求10所述的系统，其中所述第一测量的输入阻抗由网络分析器测量，其中所述第一测量的输入阻抗是复数值，其中所述阻抗匹配网络的输入端被配置成耦合到所述阻抗匹配网络的分支电路，其中在晶片的处理过程中所述分支电路被配置为耦合到RF产生器。

13.根据权利要求10所述的系统，

其中，当所述阻抗匹配网络的输入端连接到在第一频率下操作的网络分析器的输出端时，针对所述阻抗匹配网络的第一可变电容测量所述第一测量的输入阻抗，其中，所述阻抗匹配网络的所述第一可变电容是所述阻抗匹配网络的一个或多个可变电容器的组合可变电容，其中，当所述阻抗匹配网络的输入端连接到在第二频率下操作的所述网络分析器的输出端时，针对所述阻抗匹配网络的第二可变电容测量所述第二测量的输入阻抗，其中所述阻抗匹配网络的所述第二可变电容是所述阻抗匹配网络的一个或多个可变电容器的组合可变电容。

14.一种用于使用多个设备来施用多种等离子体条件以确定匹配网络模型的固定参数的系统，其包括：具有输入端和输出端的阻抗匹配网络；

第一设备；

网络分析器，

其中所述阻抗匹配网络不连接到射频(RF)产生器，

其中，在所述第一设备被连接到所述网络分析器时，所述网络分析器被配置为测量在所述第一设备的输入端的第一输出阻抗，其中，当所述网络分析器被连接到所述阻抗匹配网络且所述阻抗匹配网络被连接到所述第一设备时，所述网络分析器进一步配置为测量在所述网络分析器的输入端的第一输入阻抗；

连接到所述网络分析器的处理器，

其中所述处理器被配置成接收来自所述网络分析器的第一测量的输出阻抗和第一测量的输入阻抗，第二设备，

其中，在所述网络分析器被连接到所述第二设备时，所述网络分析器被配置为测量在所述第二设备的输入端的第二输出阻抗，其中，当所述第二设备被连接到所述阻抗匹配网络且所述网络分析器被连接到所述阻抗匹配网络时，所述网络分析器进一步配置为测量在所述网络分析器的输入端的第二输入阻抗，其中所述处理器被配置成接收来自所述网络分析器的第二测量的输出阻抗和第二测量的输入阻抗，其中当所述匹配网络模型被分配第一频率、第一可变电容、第一固定电感、第一固定电容和第一固定电阻时，所述处理器被配置成在所述匹配网络模型的输出端施用所述第一测量的输出阻抗以计算在所述匹配网络模型的输入端的第一预测的输入阻抗；

其中当所述匹配网络模型被分配第二频率、第二可变电容、所述第一固定电感、所述第一固定电容和所述第一固定电阻时，所述处理器被配置成在所述匹配网络模型的输出端施用所述第二测量的输出阻抗以计算在所述匹配网络模型的输入端的第二预测的输入阻抗；

其中所述处理器被配置成判定所述第一预测的输入阻抗是否在离所述第一测量的输入阻抗的预先确定的范围内，以及所述第二预测的输入阻抗是否在离所述第二测量的输入阻抗的预先确定的范围内，其中，在确定所述第一预测的输入阻抗在离所述第一测量的输入阻抗的预先确定的范围内并且所述第二预测的输入阻抗在离所述第二测量的输入阻抗的预先确定的范围内时，所述处理器被配置成分配所述第一固定电感、所述第一固定电容和所述第一固定电阻至所述匹配网络模型。

15.根据权利要求14所述的系统，

其中，当所述阻抗匹配网络的输入端连接到在第一频率下操作的所述网络分析器的输出端时，针对所述阻抗匹配网络的第一可变电容测量所述第一测量的输入阻抗，其中所述处理器被配置成判定所述第一测量的输入阻抗是否在所述预先确定的阻抗的预先确定的阈值之内；

其中在确定所述第一测量的输入阻抗在所述预先确定的阻抗的预先确定的阈值之内时所述处理器被配置成将所述第一频率和所述第一可变电容存储在存储器装置中，其中，当所述阻抗匹配网络的输入端连接到在第二频率下操作的所述网络分析器的输出端时，针对所述阻抗匹配网络的第二可变电容测量所述第二测量的输入阻抗，其中所述处理器被配置为判定所述第二测量的输入阻抗是否在所述预先确定的阻抗的预先确定的阈值之内，其中在确定所述第二测量的输入阻抗在所述预先确定的阻抗的预先确定的阈值之内时所述处理器被配置成将所述第二频率和所述第二可变电容存储在存储器装置中。

16.根据权利要求14所述的系统，其中所述第一测量的输入阻抗是复数值，其中所述阻抗匹配网络的输入端被配置成耦合到所述阻抗匹配网络的分支电路，其中在晶片的处理过程中所述分支电路被配置为耦合到RF产生器。

17.根据权利要求14所述的系统，

当所述阻抗匹配网络的输入端连接到在第一频率下操作的所述网络分析器的输出端时，针对所述阻抗匹配网络的第一可变电容测量所述第一测量的输入阻抗，其中，所述阻抗匹配网络的所述第一可变电容是所述阻抗匹配网络的一个或多个可变电容器的组合可变电容。

18.根据权利要求14所述的系统，

其中，当所述网络分析器在第一频率下操作和所述阻抗匹配网络具有第一可变电容时，所述网络分析器被配置成测量所述第一输入阻抗，其中，当所述网络分析器在第二频率下操作和所述阻抗匹配网络具有第二可变电容时，所述网络分析器被配置成测量所述第二输入阻抗。

说明书

使用多个电感和电容设备来施用多种等离子体条件以确定匹

配网络模型的系统和方法

技术领域

[0001] 本发明涉及使用多个电感和电容设备来施用多种等离子体条件以确定匹配网络模型的系统和方法。

背景技术

[0002] 等离子体系统用于控制等离子体处理。等离子体系统包括多个射频(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，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的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个部分时，工件被不同地处理。

[0003] 正是在这样的背景下，产生在本公开中描述的实施方式。

发明内容

[0004] 本公开的实施方式提供用于使用多个电感和电容设备以施加多种等离子体条件以确定匹配网络模型的装置、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来实现，例如，工艺、装置、系统、硬件零件或计算机可读介质上的方法。若干实施方式描述如下。

[0005] 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，等。作为起点，匹配网络模型具有包括多种模块的模块化的形式。每个模块包括一个或多个电路元件。在模块中的电路元件的值是根据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。在工具上测量期间，高精度的RF电压和电流探头被临时安装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量的射频电压和电流，并改变在所述匹配网络模型的模块中的电路元件的值以提供测量值和预测值之间的拟合。

[0006] 然而，由于使用等离子体工具所占用的工具时间，在工具上测量是耗时的。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线值。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进行高精度射频电压和电流探头的使用，这需要若干星期。

[0007] 为了使基线值更明确，针对每个匹配网络获得S11测量值，而不是使用工具上测量。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，获得S11测量值。负载阻抗设备被设计为其阻抗与多个等离子体条件之一的阻抗相同，以便由网络分析器测量的测量值模拟许多工具上测试之一。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，以产生比施加到同一模型的阻抗匹配网络的基线值更精确的结果。

[0008] 在一些实施方式中，成组的多个台上设备，在此有时是指负载阻抗设备，是用来模仿工具运行的多种等离子体条件，以获得多个网络分析器测量值。利用多个台上设备的多个网络分析器测量用于创建匹配网络模型的基线值，而不必用等离子体运行等离子体工具上的晶片，从而节省与使用在线工具和在线工具的资源相关联的时间。多个台上设备价格便宜。多个台上设备是由电阻器，或电容器，或电感器，或电缆的组合，或其中两种或更多种的组合构建的。例如，所述设备中的一个包括电阻和可变长度的同轴电缆。多个台上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的在匹配网络的输入端阻抗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，以获得不使用等离子体的情况下从网络分析器测量产生的网络分析器的测量值和预测值之间的一致性。

[0009] 在多种实施方式中，描述了用于使用多个设备来施用多种等离子体条件以确定匹配网络模型的固定参数的方法。所述方法包括接收在第一设备的输入端测量的第一输出阻抗和接收在阻抗匹配网络的输入端测量的第一输入阻抗。在所述阻抗匹配网络的输入端连接到在第一频率下操作的所述网络分析器的输出端时，针对所述阻抗匹配网络的第一可变电容测量第一测量的输入阻抗。所述方法包括判定所述第一测量的输入阻抗是否在预先确定的阻抗的预先确定的阈值之内，并在确定所述第一测量的输入阻抗在所述预先确定的阻抗的预先确定的阈值之内时存储所述第一频率和所述第一可变电容。所述方法包括接收在第二设备的输入端测量的第二输出阻抗和接收在阻抗匹配网络的输入端测量的第二输入阻抗。在所述阻抗匹配网络的输入端连接到在第二频率下操作的所述网络分析器的输出端时，针对所述阻抗匹配网络的第二可变电容测量第二测量的输入阻抗。所述方法包括判定所述第二测量的输入阻抗是否在预先确定的阻抗的预先确定的阈值之内，并在确定所述第二测量的输入阻抗在所述预先确定的阻抗的预先确定的阈值之内时存储所述第二频率和所述第二可变电容。所述方法包括当所述匹配网络模型被分配第一频率、第一可变电容、第一固定电感、第一固定电容和第一固定电阻时，在所述匹配网络模型的输出端施用所述第一测量的输出阻抗以计算在所述匹配网络模型的输入端的所述第一预测的输入阻抗。所述方法包括当所述匹配网络模型被分配第二频率、第二可变电容、第一固定电感、第一固定电容和第一固定电阻时，在所述匹配网络模型的输出端施用所述第二测量的输出阻抗以计算在所述匹配网络模型的输入端的所述第二预测的输入阻抗。所述方法包括判定所述第一预测的输入阻抗是否在离所述第一测量的输入阻抗的预先确定的范围内以及所述第二预测的输入阻抗是否在离所述第二测量的输入阻抗的预先确定的范围内。所述方法包括在确定所述第一预测的输入阻抗在离所述第一测量的输入阻抗的预先确定的范围内以及所述第二预测的输入阻抗在离所述第二测量的输入阻抗的预先确定的范围内时，分配所述第一固定电感、所述第一固定电容和所述第一固定电阻至所述匹配网络模型。

[0010] 在本发明中所描述的系统和方法的一些优点包括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括，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。当使用等离子工具创建匹配网络模型时，针对阻抗匹配网络的一定范围的可变电容和测试晶片被处理的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，针对不同的可变电容和不同的RF频率匹配网络模型将不会那么准确。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。

[0011] 使用一些可变电容器的阻抗匹配网络具有摆动性，其是可变电容器的电容值与马达计数偏离理想直线的周期性变化。可变电容器限制匹配网络模型的精度。对于大量的匹配网络模型针对的同一型号的匹配网络，使用利用多个设备进行的大量的S11测量以校正每个匹配网络的摆动。

[0012] 具体而言，本发明的一些方面可以阐述如下：

[0013] 1.一种用于使用多个设备来施用多种等离子体条件以确定匹配网络模型的固定参数的方法，其包括：

[0014] 接收在第一设备的输入端测量的第一输出阻抗；

[0015] 接收在阻抗匹配网络的输入端测量的第一输入阻抗，其中，在所述阻抗匹配网络的输出端连接到所述第一设备的输入端时测量所述第一输入阻抗；

[0016] 接收在第二设备的输入端测量的第二输出阻抗；

[0017] 接收在所述阻抗匹配网络的输入端测量的第二输入阻抗，其中，当所述阻抗匹配网络的输出端连接到所述第二设备的输入端时，测量所述第二输入阻抗；

[0018] 在匹配网络模型的输出端施用第一测量的输出阻抗和第二测量的输出阻抗，以当所述匹配网络模型被分配第一固定电感、第一固定电容，和第一固定电阻时计算在所述匹配网络模型的输入端的第一预测的输入阻抗和在所述匹配网络模型的输入端的第二预测的输入阻抗；

[0019] 判定所述第一预测的输入阻抗是否在离所述第一测量的输入阻抗的预先确定的范围内以及所述第二预测的输入阻抗是否在离所述第二测量的输入阻抗的预先确定的范围内；以及

[0020] 在确定所述第一预测的输入阻抗在离所述第一测量的输入阻抗的预先确定的范围内以及所述第二预测的输入阻抗在离所述第二测量的输入阻抗的预先确定的范围内时，分配所述第一固定电感、所述第一固定电容和所述第一固定电阻至所述匹配网络模型。

[0021] 2.根据条款1所述的方法，

[0022] 其中，在所述阻抗匹配网络的输入端连接到在第一频率下操作的网络分析器的输出端时，针对所述阻抗匹配网络的第一可变电容测量所述第一测量的输入阻抗，

[0023] 其中，在所述阻抗匹配网络的输入端连接到在第二频率下操作的所述网络分析器的输出端时，针对所述阻抗匹配网络的第二可变电容测量所述第二测量的输入阻抗，[0024] 所述方法还包括：

[0025] 判定所述第一测量的输入阻抗是否在预先确定的阻抗的预先确定的阈值之内；

[0026] 在确定所述第一测量的输入阻抗在所述预先确定的阻抗的预先确定的阈值之内时存储所述第一频率和所述第一可变电容；

[0027] 判定所述第二测量的输入阻抗是否在预先确定的阻抗的预先确定的阈值之内；以及

[0028] 在确定所述第二测量的输入阻抗在所述预先确定的阻抗的预先确定的阈值之内时存储第二频率和第二可变电容。

[0029] 3.根据条款1所述的方法，其中在所述匹配网络模型的输出端施用所述第一测量的输出阻抗和所述第二测量的输出阻抗包括：

[0030] 当所述匹配网络模型被分配第一频率、第一可变电容、所述第一固定电感、所述第一固定电容和所述第一固定电阻时，在所述匹配网络模型的输出端施用所述第一测量的输出阻抗以计算在所述匹配网络模型的输入端的所述第一预测的输入阻抗；以及

[0031] 当所述匹配网络模型被分配第二频率、第二可变电容、所述第一固定电感、所述第一固定电容和所述第一固定电阻时，在所述匹配网络模型的输出端施用所述第二测量的输出阻抗以计算在所述匹配网络模型的输入端的所述第二预测的输入阻抗。

[0032] 4.根据条款1所述的方法，其中所述第一测量的输入阻抗由网络分析器测量，其中所述第一测量的输入阻抗是复数值，其中所述阻抗匹配网络的输入端被配置成耦合到所述阻抗匹配网络的分支电路，其中在晶片的处理过程中所述分支电路被配置为耦合到RF产生器。

[0033] 5.根据条款1所述的方法，其中在所述阻抗匹配网络的输入端连接到在第一频率下操作的网络分析器的输出端时针对所述阻抗匹配网络的第一可变电容测量所述第一测量的输入阻抗，其中所述阻抗匹配网络的所述第一可变电容是所述阻抗匹配网络的一个或多个可变电容器的组合的可变电容。

[0034] 6.根据条款1所述的方法，其中所述第一设备是用于获得S11测量值的负载阻抗设备，所述第二设备是用于获得S11测量值的负载阻抗设备。

[0035] 7.根据条款1所述的方法，其中所述第二输入阻抗由网络分析器测量，其中所述第二输入阻抗是复数值，其中所述阻抗匹配网络的输入端被配置成耦合到所述阻抗匹配网络的分支电路，其中在晶片的处理过程中所述分支电路被配置为耦合到RF产生器。

[0036] 8.根据条款1所述的方法，其中在所述阻抗匹配网络的输入端连接到在第二频率下操作的网络分析器的输出端时针对所述阻抗匹配网络的第二可变电容测量所述第二测量的输入阻抗，其中所述阻抗匹配网络的所述第二可变电容是所述阻抗匹配网络的一个或多个可变电容器的组合的可变电容。

[0037] 9.根据条款1所述的方法，其中判定所述第一预测的输入阻抗是否在离所述第一测量的输入阻抗的预先确定的范围内与判定所述第二预测的输入阻抗是否在离所述第二测量的输入阻抗的预先确定的范围内同时进行。

[0038] 10.根据条款1所述的方法，其还包括：在所述匹配网络模型被分配所述第一固定电感、所述第一固定电容和所述第一固定电阻的时间期间计算在所述匹配网络模型的输出端的变量的输出值，其中，计算所述变量的输出值通过向前传导通过连接到RF产生器的输出端的传感器所测量的变量的输入值来执行。

[0039] 11.一种用于使用多个设备来施用多种等离子体条件以确定匹配网络模型的固定参数的系统，其包括：

[0040] 处理器，其配置成接收在第一设备的输入端测量的第一输出阻抗；

[0041] 其中所述处理器配置成接收在阻抗匹配网络的输入端测量的第一输入阻抗，其中，在所述阻抗匹配网络的输出端连接到所述第一设备的输入端时测量第一测量的输入阻抗；

[0042] 其中所述处理器配置成接收在第二设备的输入端测量的第二输出阻抗；

[0043] 其中所述处理器配置成接收在所述阻抗匹配网络的输入端测量的第二输入阻抗，其中，当所述阻抗匹配网络的输出端连接到所述第二设备的输入端时，测量第二测量的输入阻抗；

[0044] 其中所述处理器配置成在匹配网络模型的输出端施用所述第一测量的输出阻抗和所述第二测量的输出阻抗，以当所述匹配网络模型被分配第一固定电感、第一固定电容和第一固定电阻时计算在所述匹配网络模型的输入端的第一预测的输入阻抗和在所述匹配网络模型的输入端的第二预测的输入阻抗；

[0045] 其中所述处理器配置成判定所述第一预测的输入阻抗是否在离所述第一测量的输入阻抗的预先确定的范围内以及所述第二预测的输入阻抗是否在离所述第二测量的输入阻抗的预先确定的范围内；以及

[0046] 其中所述处理器配置成在确定所述第一预测的输入阻抗在离所述第一测量的输入阻抗的预先确定的范围内以及所述第二预测的输入阻抗在离所述第二测量的输入阻抗的预先确定的范围内时，分配所述第一固定电感、所述第一固定电容、和所述第一固定电阻至所述匹配网络模型；以及

[0047] 存储器装置，其耦合到所述处理器。

[0048] 12.根据条款11所述的系统，

[0049] 其中，在所述阻抗匹配网络的输入端连接到在第一频率下操作的网络分析器的输出端时，针对所述阻抗匹配网络的第一可变电容测量所述第一测量的输入阻抗，

[0050] 其中所述处理器被配置成判定所述第一测量的输入阻抗是否在预先确定的阻抗的预先确定的阈值之内，

[0051] 其中所述处理器被配置成在确定所述第一测量的输入阻抗在所述预先确定的阻抗的预先确定的阈值之内时在所述存储器装置中存储所述第一频率和所述第一可变电容，[0052] 其中，在所述阻抗匹配网络的输入端连接到在第二频率下操作的所述网络分析器的输出端时，针对所述阻抗匹配网络的第二可变电容测量所述第二测量的输入阻抗，[0053] 其中所述处理器被配置为判定所述第二测量的输入阻抗是否在预先确定的阻抗的预先确定的阈值之内，以及

[0054] 其中所述处理器被配置成在确定所述第二测量的输入阻抗在所述预先确定的阻抗的预先确定的阈值之内时在所述存储器装置中存储所述第二频率和所述第二可变电容。

[0055] 13.根据条款11所述的系统，其中为了在所述匹配网络模型的输出端施用所述第一测量的输出阻抗和在所述匹配网络模型的输出端施用所述第二测量的输出阻抗，所述处理器被配置成：

[0056] 当所述匹配网络模型被分配第一频率、第一可变电容、所述第一固定电感、所述第一固定电容和所述第一固定电阻时，在所述匹配网络模型的输出端施用所述第一测量的输出阻抗以计算在所述匹配网络模型的输入端的所述第一预测的输入阻抗；以及

[0057] 当所述匹配网络模型被分配第二频率、第二可变电容、所述第一固定电感、所述第一固定电容和所述第一固定电阻时，在所述匹配网络模型的输出端施用所述第二测量的输出阻抗以计算在所述匹配网络模型的输入端的所述第二预测的输入阻抗。

[0058] 14.根据条款11所述的系统，其中所述第一测量的输入阻抗由网络分析器测量，其中所述第一测量的输入阻抗是复数值，其中所述阻抗匹配网络的输入端被配置成耦合到所述阻抗匹配网络的分支电路，其中在晶片的处理过程中所述分支电路被配置为耦合到RF产生器。

[0059] 15.根据条款11所述的系统，

[0060] 其中，当所述阻抗匹配网络的输入端连接到在第一频率下操作的网络分析器的输出端时，针对所述阻抗匹配网络的第一可变电容测量所述第一测量的输入阻抗，

[0061] 其中，所述阻抗匹配网络的所述第一可变电容是所述阻抗匹配网络的一个或多个可变电容器的组合可变电容，

[0062] 其中，当所述阻抗匹配网络的输入端连接到在第二频率下操作的所述网络分析器的输出端时，针对所述阻抗匹配网络的第二可变电容测量所述第二测量的输入阻抗，[0063] 其中所述阻抗匹配网络的所述第二可变电容是所述阻抗匹配网络的一个或多个可变电容器的组合可变电容。

[0064] 16.一种用于使用多个设备来施用多种等离子体条件以确定匹配网络模型的固定参数的系统，其包括：：

[0065] 具有输入端和输出端的阻抗匹配网络；

[0066] 第一设备；

[0067] 网络分析器，

[0068] 其中所述阻抗匹配网络不连接到射频(RF)产生器，

[0069] 其中，在所述第一设备被连接到所述网络分析器时，所述网络分析器被配置为测量在所述第一设备的输入端的第一输出阻抗，

[0070] 其中，当所述网络分析器被连接到所述阻抗匹配网络且所述阻抗匹配网络被连接到所述第一设备时，所述网络分析器进一步配置为测量在所述网络分析器的输入端的第一输入阻抗；

[0071] 连接到所述网络分析器的处理器，

[0072] 其中所述处理器被配置成接收来自所述网络分析器的第一测量的输出阻抗和第一测量的输入阻抗，

[0073] 第二设备，

[0074] 其中，在所述网络分析器被连接到所述第二设备时，所述网络分析器被配置为测量在所述第二设备的输入端的第二输出阻抗，

[0075] 其中，当所述第二设备被连接到所述阻抗匹配网络且所述网络分析器被连接到所述阻抗匹配网络时，所述网络分析器进一步配置为测量在所述网络分析器的输入端的第二输入阻抗，

[0076] 其中所述处理器被配置成接收来自所述网络分析器的第二测量的输出阻抗和第二测量的输入阻抗，

[0077] 其中当所述匹配网络模型被分配第一固定电感、第一固定电容和第一固定电阻时所述处理器被配置成在所述匹配网络模型的输出端施用所述第一测量的输出阻抗和第二测量的输出阻抗以计算在所述匹配网络模型的输入端的第一预测的输入阻抗和第二预测的输入阻抗；以及

[0078] 其中所述处理器被配置成判定所述第一预测的输入阻抗是否在离所述第一测量的输入阻抗的预先确定的范围内，以及所述第二预测的输入阻抗是否在离所述第二测量的输入阻抗的预先确定的范围内，

[0079] 其中，在确定所述第一预测的输入阻抗在离所述第一测量的输入阻抗的预先确定的范围内并且所述第二预测的输入阻抗在离所述第二测量的输入阻抗的预先确定的范围内时，所述处理器被配置成分配所述第一固定电感、所述第一固定电容和所述第一固定电阻至所述匹配网络模型。

[0080] 17.根据条款16所述的系统，

[0081] 其中，当所述阻抗匹配网络的输入端连接到在第一频率下操作的所述网络分析器的输出端时，针对所述阻抗匹配网络的第一可变电容测量所述第一测量的输入阻抗，[0082] 其中所述处理器被配置成判定所述第一测量的输入阻抗是否在所述预先确定的阻抗的预先确定的阈值之内；

[0083] 其中在确定所述第一测量的输入阻抗在所述预先确定的阻抗的预先确定的阈值之内时所述处理器被配置成将所述第一频率和所述第一可变电容存储在存储器装置中，[0084] 其中，当所述阻抗匹配网络的输入端连接到在第二频率下操作的所述网络分析器的输出端时，针对所述阻抗匹配网络的第二可变电容测量所述第二测量的输入阻抗，[0085] 其中所述处理器被配置为判定所述第二测量的输入阻抗是否在所述预先确定的阻抗的预先确定的阈值之内，

[0086] 其中在确定所述第二测量的输入阻抗在所述预先确定的阻抗的预先确定的阈值之内时所述处理器被配置成将所述第二频率和所述第二可变电容存储在存储器装置中。

[0087] 18.根据条款16所述的系统，其中为了在所述匹配网络模型的输出端施用所述第一测量的输出阻抗和在所述匹配网络模型的输出端施用所述第二测量的输出阻抗，所述处理器被配置成：

[0088] 当所述匹配网络模型被分配第一频率、第一可变电容、所述第一固定电感、所述第一固定电容和所述第一固定电阻时，在所述匹配网络模型的输出端施用所述第一测量的输出阻抗以计算在所述匹配网络模型的输入端的所述第一预测的输入阻抗；以及

[0089] 当所述匹配网络模型被分配第二频率、第二可变电容、所述第一固定电感、所述第一固定电容和所述第一固定电阻时，在所述匹配网络模型的输出端施用所述第二测量的输出阻抗以计算在所述匹配网络模型的输入端的第二预测的输入阻抗。

[0090] 19.根据条款16所述的系统，其中所述第一测量的输入阻抗是复数值，其中所述阻抗匹配网络的输入端被配置成耦合到所述阻抗匹配网络的分支电路，其中在晶片的处理过程中所述分支电路被配置为耦合到RF产生器。

[0091] 20.根据条款16所述的系统，

[0092] 当所述阻抗匹配网络的输入端连接到在第一频率下操作的所述网络分析器的输出端时，针对所述阻抗匹配网络的第一可变电容测量所述第一测量的输入阻抗，

[0093] 其中，所述阻抗匹配网络的所述第一可变电容是所述阻抗匹配网络的一个或多个可变电容器的组合可变电容。

[0094] 21.根据条款16所述的系统，

[0095] 其中，当所述网络分析器在第一频率下操作和所述阻抗匹配网络具有第一可变电容时，所述网络分析器被配置成测量所述第一输入阻抗，

[0096] 其中，当所述网络分析器在第二频率下操作和所述阻抗匹配网络具有第二可变电容时，所述网络分析器被配置成测量所述第二输入阻抗。

[0097] 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

[0098] 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：

[0099] 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。

[0100] 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。

[0101] 图2A是示出负载阻抗设备的多种实施方式的框图。

[0102] 图2B是曲线图的一个实施方式，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。

[0103] 图3是示出主计算机系统的一个实施方式的示意图，以说明匹配网络模型的参数的确定。

[0104] 图4是等离子体系统的一个实施方式的示意图，以说明在等离子体系统中使用具有固定参数的匹配网络模型。

[0105] 图5是匹配网络模块的一个实施方式的框图，以说明匹配网络模型的模块化形式。

具体实施方式

[0106] 下面的实施方式描述了用于使用多个电感和电容设备来施加多种等离子体条件以确定匹配网络模型的系统和方法。很明显的是，本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。在其他实施方式中，公知的处理操作未被详细描述，以便不会不必要地使本实施方式不清楚。

[0107] 在系统中使用多个设备以计算在具有序列号和型号的阻抗匹配网络的输入端的阻抗的测量值。将测量的值与在阻抗匹配网络的匹配网络模型的输入端计算的预测值进行比较。该比较用于确定匹配网络模型的固定值，例如，电阻值、电容值、电感值等。固定值用于在具有所述型号但具有不同序列号的多个阻抗匹配网络被用于处理晶片时计算匹配网络模型的输出端的参数。多个设备的使用节省了工具运行的时间。此外，多个设备对于产生和模拟多种等离子体条件价格低廉。

[0108] 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的电网的s-参数的测量装置。例如，网络分析器102测量电网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，网络分析器102包括信号产生器、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。

[0109] 网络分析器102在其输出端113经由射频(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。

[0110] 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要连接到x兆赫(MHz)RF产生器或yMHz RF产生器或z MHz RF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x MHz RF产生器和y MHz RF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x MHz RF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y MHz RF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，x MHz RF产生器的实施例包括2MHz RF产生器，y MHz RF产生器的实施例包括27MHz RF产生器，z MHz RF产生器的实施例包括60MHz RF产生器。在多种实施方式中，x MHz RF产生器的实施例包括400kHz RF产生器，y MHz RF产生器的实施例包括27MHz RF产生器，z MHz RF产生器的实施例包括60MHz RF产生器。

[0111] 阻抗匹配网络1的每个分支电路包括一个或多个电感器，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的分支电路包括串联电路，所述串联电路包括与电容器串联耦合的电感器。阻抗匹配网络1的分支电路还包括连接到所述串联电路的并联电路。并联电路包括与电感器串联连接的电容器。阻抗匹配网络1的分支电路包括一个或多个电容器，并且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。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的可变电容器的两个平行板之间的距离，从而进一步改变可变电容器的电容来达到电容值。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。

[0112] 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RF电缆106经由输出端113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将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。负载的实施例包括负载阻抗设备1，源的实施例包括网络分析器102。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是复数值R+jX，其中R是电阻，X为电抗，j为复数。

[0113] 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包括处理器和存储器装置。主计算机系统112的实施例包括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括只读存储器(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)协议传输数据的电缆。

[0114] 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的测量的输入阻抗Zi1m。在方法130的操作132中，处理器判定所测量的输入阻抗Zi1m是否在预先确定的阻抗的预先确定的阈值内，例如，50欧姆，55欧姆，60欧姆，介于45和50欧姆之间，等。在一些实施方式中，预先确定的阈值和预先确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。在输入阻抗(例如，Zi1m等)由网络分析器102测量的时间之前，预先确定的阈值和预先确定的阻抗通过处理器接收。在确定所测量的输入阻抗Zi1m在预先确定的阻抗的预先确定的阈值内时，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。

[0115] 另一方面，在确定所测量的输入阻抗Zi1m不在预先确定的阻抗的预先确定的阈值内时，在方法130的操作136中，处理器确定丢弃频率f11和可变电容C11。例如，处理器不将频率f11和可变电容C11存储在主计算机系统112的存储器装置中。作为另一实施例，处理器从所述存储器装置中擦除频率f11和可变电容C11。

[0116] 在一些实施方式中，替代丢弃频率f11和可变电容C11，预先确定的权数由处理器分配给频率f11以产生加权频率fw11，且预先确定的权数由处理器分配给可变电容C11以产生加权电容Cw11，下面由处理器使用加权频率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。相比于另一电容Co11，较小量的权数被分配给电容C11，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，由处理器产生其另一权频率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测量的阻抗在预先确定的阻抗的阈值内。

[0117] 一旦丢弃频率f11和可变电容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至f12，从f12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至C12，从C12至C13，等)，使得在阻抗匹配网络1的输入端107测量的输入阻抗Zi1Qm在预先确定的阻抗的预先确定的阈值之内，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测量的输入阻抗Zi1Qm在预先确定的阻抗的预先确定阈值之内。处理器将频率f12和可变电容C11存储在存储器装置内。作为另一实施例，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在预先确定的阻抗的预先确定的阈值之内。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，为此阻抗Zi1Qm在预先确定的阈值内。

[0118] 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。

[0119] 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，值ZoNm随着负载阻抗设备N的操作的RF频率的变化而变化。

[0120] 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。

[0121] 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RF电缆106经由输出端113和输入端107提供RF信号至阻抗匹配网络1。阻抗匹配网络1将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，所述信号是RF信号。负载的实施例包括负载阻抗设备N，源的实施例包括网络分析器102。修改的信号从阻抗匹配网络1经由输出端109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。

[0122] 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的测量的输入阻抗ZiNm。在方法150的操作152中，处理器判定测量的输入阻抗ZiNm是否在预先确定的阻抗的预先确定的阈值之内。在确定所测量的输入阻抗ZiNm在预先确定的阻抗的预先确定的阈值内时，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。

[0123] 另一方面，在确定所测量的输入阻抗ZiNm不在预先确定的阻抗的预先确定的阈值之内时，则在方法150的操作156中，处理器确定丢弃频率fN1和可变电容CN1。例如，处理器不将频率fN1和可变电容CN1存储在主计算机系统112的存储器装置中。作为另一实施例，处理器从所述存储器装置擦除频率fN1和可变电容CN1。

[0124] 在一些实施方式中，替代丢弃频率fN1和可变电容CN1，预先确定的权数由处理器分配给频率fN1以产生加权频率fwN1，且预先确定的权数由处理器分配给可变电容CN1以产生加权电容CwN1，下面由处理器使用加权频率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。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。通过分配权数到另一电容CoN1，由处理器产生另一加权电容CwwN1，通过分配权数到另一频率foN1，由处理器产生另一权频率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测量的阻抗在预先确定的阻抗的阈值之内。

[0125] 一旦丢弃频率fN1和可变电容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到fN2，从fN2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至CN2，从CN2至CN3，等)，使得在阻抗匹配网络1的输入端107测量的输入阻抗ZiNQm在预先确定的阻抗的预先确定的阈值之内。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测量的输入阻抗ZiNQm在预先确定的阻抗的预先确定阈值之内。处理器将频率fN2和可变电容CN1存储在存储器装置内。作为另一实施例，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在预先确定的阻抗的预先确定的阈值之内。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，为此阻抗ZiNQm在预先确定的阈值之内。

[0126] 在一些实施方式中，任何数量(例如，10，15，20，100，200，300，1000，10000，100000，1000000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，为此在阻抗匹配网络1的分支电路的输入端107的阻抗在预先确定的阻抗的预先确定阈值内。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。

[0127] 应该注意的是，当阻抗匹配网络1连接到网络分析器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，当阻抗匹配网络1连接到网络分析器102时，在等离子体处理室中不进行晶片的处理。这节省了工具使用等离子体处理室的工具运行的时间。

[0128] 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包括：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，电感器L1具有电感L1。在一些实施方式中，负载阻抗设备1包括电缆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包括电缆CB1但不包括电阻器R1、电感器L1、电容器C1。作为另一实施例，负载阻抗设备1包括电感器L1和电容器C1，但不包括电缆CB1和电阻器R1。

[0129] 负载阻抗设备N包括：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包括电缆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包括电缆CBN但不包括电阻器RN、电感器LN、电容器CN。作为另一实施例，负载阻抗设备N包括电感器LN与电容器CN，但不包括电缆CBN和电阻器RN。作为又一实施例，负载阻抗设备N包括电感LN但不包括电容器CN、电缆CBN和电阻器RN。

[0130] 应当注意的是，负载阻抗设备N包括：与负载阻抗设备1的电缆长度L1、电阻R1、电容C1和电感L1中的相应的量不同的电缆长度lN，电阻RN、电容CN和电感LN中的至少一个。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，电缆长度L1与电缆长度LN不同。作为另一实施例，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，电感L1与电感LN不相同。作为又一实施例，负载阻抗设备1不包括电阻器R1，负载阻抗设备N包括电阻RN。作为又一实施例，负载阻抗设备1不包括电缆CB1，负载阻抗设备N包括电缆CBN。作为另一实施例，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。

[0131] 在一些实施方式中，等离子体条件使用伽马(γ)表示，而不使用阻抗表示。γ是反射功率与供给功率的比率。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，反射功率是从等离子体室朝向RF产生器反射的功率，供给功率是从RF产生器供给到阻抗匹配网络1的功率。

[0132] 在一些实施方式中，在多个负载阻抗设备中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。在多种实施方式中，负载阻抗设备中所使用的同轴电缆是50欧姆电缆。

[0133] 图2B是曲线图250的一个实施方式，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。

[0134] 图3是示出主计算机系统112的一个实施方式的示意图，以说明匹配网络模型302的参数的确定。匹配网络模型302的实施例参照图5在下面说明。匹配网络模型302包括多个模块1至P，其中P是大于零的整数。模块1包括固定的串联电阻器R1s、固定的串联电感器L1s和固定的串联电容器C1s。模块1还包括固定的并联电阻器R1p，固定的并联电感器L1p和固定的并联电容器C1p。此外，模块2包括固定的串联电阻器R2s、固定的串联电感器L2s和固定的串联电容器C2s。模块2还包括固定的并联电阻器R2p、固定的并联电感器L2p和固定的并联电容器C2p。此外，模块3包括固定的串联电阻器R3s、固定的串联电感器L3s和固定的串联电容器C3s。模块3还包括固定的并联电阻器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x MHz RF产生器，或连接至y MHz RF产生器，或连接至z MHz RF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。

[0135] 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获得(例如，代表等)。例如，当x MHz RF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，匹配网络模型302表示，例如，是阻抗匹配网络1的电路的计算机产生模型等。作为另一个例子，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具有较低数量的电路元件。

[0136] 在一些实施方式中，匹配网络模型302是阻抗匹配网络1的对应部分的简化形式。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：倒置每个电容以产生多个倒置的电容，将倒置的电容求和，以产生倒置的组合电容，并通过倒置所述倒置的组合电容，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。

[0137] 应当指出的是，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。

[0138] 在各种实施方式中，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件，电路元件等的数量)。例如，如果阻抗匹配网络1的分支电路包括与电感器串联耦合的电容器，则匹配网络模型302包括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。作为另一个例子，如果阻抗匹配网络1的一部分包括与电感器并联耦合的电容器，则匹配网络模型302包括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。作为另一示例，匹配网络模型302与阻抗匹配网络1的电路元件具有相同数量和相同类型的电路元件，并在电路元件之间具有与阻抗匹配网络1的电路元件之间的连接相同类型的连接。电路元件的类型的例子包括电阻器、电感器、电容器，连接的类型包括串联、并联等。

[0139] 方法303由主计算机系统112的处理器来执行。处理器从网络分析器112接收测量的负载阻抗Zo1m和测量的负载阻抗ZoNm。处理器初始化匹配网络模型302以使其具有参数，该参数包括频率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，使用具有模块1和2而不具有任何其余模块3至P的匹配网络模型302。在一些实施方式中，代替组合可变电容，匹配网络模型302被初始化为具有总和Sc1，代替频率f11，匹配网络模型302被初始化为具有总和Sf1。

[0140] 作为一个例子，在网络分析器102被连接到负载阻抗设备1之后，在阻抗匹配网络1通过网络分析器102供给具有频率f11的RF信号时，施加到匹配网络模型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。

[0141] 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。

[0142] 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)。

[0143] 通过经由匹配网络模型302往回传导测量的负载阻抗Zo1m，根据测量的负载阻抗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，输入阻抗Zi1p是在阻抗匹配网络模型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。处理器通过组合(例如求和，减，产生定向总和等)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，计算所预测的输入阻抗Zi1p。例如，当匹配网络模型302包括模块1而不包括模块2至P时，阻抗ZC11p、ZL11p和ZR1p的定向总和是阻抗ZC11p、ZL11p和ZR1p的总和。在这个例子中，阻抗的总和被加到阻抗ZR1s、ZL11s和ZC11s的总和以产生阻抗ZC11p、ZL11p、ZR1p、ZR1s、ZL11s和ZC11s的定向总和。

[0144] 类似地，通过经由匹配网络模型302往回传导所测量的负载阻抗ZoNm，根据施加在输出304的所测量的负载阻抗ZoNm和匹配网络模型302的参数，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。在其中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和从Sc1改变为ScN。

[0145] 在网络分析器102被连接到负载阻抗设备N后，当阻抗匹配网络1由网络分析器102供给具有频率fN1的RF信号时，施加到匹配网络模型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量的负载ZoNm通过组合(例如求和、减，等)阻抗ZCN1、ZC1Ns、ZC2Ns、ZC1Np、ZC2Np、ZL1Ns、ZL2Ns、ZL1Np、ZL2Np、ZR1s、ZR2、ZR1p和ZR2p，计算预测的输入阻抗ZiNp，以类似于上述针对通过将阻抗ZC11、ZC11s、ZC21s、ZC11p、ZC21p、ZL11s、ZL21s、ZL11p、ZL21p、ZR1s、ZR2s、ZR1p和ZR2p与输出测量负载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。

[0146] 在方法303的操作308中，主计算机系统112的处理器判定预测的输入阻抗Zi1p是否在所测量的输入阻抗Zi1m的预先确定的范围内，以及所述预测的输入阻抗ZiNp是否在离所测量的输入阻抗ZiNm预先确定的范围内。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)执行预测的输入阻抗Zi1p是否在离所测量的输入阻抗Zi1m预先确定的范围内的判定以及预测的输入阻抗ZiNp是否在所测量的输入阻抗ZiNm的预先确定的范围的判定。应当指出的是，针对所有负载阻抗设备进行操作308。例如，如果三个负载阻抗设备1、2和3以上述其中使用负载阻抗设备1和2的方式使用，则处理器判定预测的输入阻抗Zi1p是否在离所测量的输入阻抗Zi1m预先确定的范围内，预测的输入阻抗Zi2p是否在离所测量的输入阻抗Zi2m预先确定的范围内，以及预测的输入阻抗ZiNp是否在离所测量的输入阻抗ZiNm预先确定的范围内。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，测量的输入阻抗Zi2m由网络分析器102进行测量。此外，预测的输入阻抗Zi2p由处理器以类似于其中预测的输入阻抗Zi1p和ZiNp由处理器计算的方式来计算。

[0147] 当确定所预测的输入阻抗Zi1p在离所测量的输入阻抗Zi1m预先确定的范围内时，并且所预测的输入阻抗ZiNp在离所测量的输入阻抗ZiNm预先确定的范围内时，则在方法300的操作310中，处理器分配参数L1s、L1p、L2s、L2p、R1s、R1p、R2s、R2p、C1s、C1p、C2s和C2p到匹配网络模型302。例如，处理器映射参数L1s、L1p、L2s、L2p、R1s、R1p、R2s、R2p、C1s、C1p、C2s和C2p到匹配网络模型302的识别号，例如，ID1等，并存储所述映射到主计算机系统112的存储器装置中。另一方面，在确定预测的输入阻抗Zi1p不在离测量的输入阻抗Zi1m的预先确定的范围内或预测的输入阻抗ZiNp不在离所测量的输入阻抗ZiNm预先确定的范围内时，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。

[0148] 在各种实施方式中，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先确定的范围给处理器，并且所述参数中的一个或多个被改变为在预先确定的范围内。例如，用户对处理器指示参数L1s要改变值的5％，这也由用户经由输入装置提供给处理器。在操作312期间，处理器改变将参数L1s的值改变5％。作为另一示例，用户对处理器指示将参数C1s的值改变2％，这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％。作为另一示例，用户对处理器指示将参数C1s的值改变0％，这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％。

[0149] 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，处理器改变电容C11。例如，电容C11是匹配网络模型302模块之一的可变电容，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。

[0150] 处理器使用一个或多个改变的参数重复操作308，以判定针对改变的参数预测的输入阻抗Zi1p是否在离所测量的输入阻抗Zi1m预先确定的范围内以及针对改变的参数的预测的输入阻抗ZiNp是否在离所测量的输入阻抗ZiNm预先确定的范围内。以这种方式，处理器重复操作308，直到预测的输入阻抗Zi1p在离所测量的输入阻抗Zi1m的预先确定的范围内以及预测的输入阻抗ZiNp在离所测量的输入阻抗ZiNm的预先确定的范围内，以找出用于匹配网络模型302的固定参数的值。

[0151] 在其中如图1A的操作132所确定的所测量的输入阻抗Zi1m不在预先确定的阻抗的预先确定阈值之内时的实施方式中，以及如图1B的操作152所确定的所测量的输入阻抗ZiNm不在预先确定的阻抗的预先确定阈值之内时的实施方式中，针对测量的输入阻抗Zi1Qm和ZiNQm(见图1A和1B)进行操作308。例如，在操作308中，判定针对测量的输入阻抗Zi1Qm获得的预测的输入阻抗Zi1p是否在所测量的输入阻抗Zi1Qm的预先确定的范围内，以及针对测量的输入阻抗ZiNQm获得的预测的输入阻抗ZiNp是否在所测量的输入阻抗ZiNQm的预先确定的范围内。在确定预测的输入阻抗Zi1P在测量的输入阻抗Zi1Qm的预先确定的范围内时，并且预测的输入阻抗ZiNp在测量的输入阻抗ZiNQm的预先确定的范围内时，执行操作310。另一方面，在确定所预测的输入阻抗Zi1p不在测量的输入阻抗Zi1Qm的预先确定的范围内，并且，预测的输入阻抗ZiNp不在测量的输入阻抗ZiNQm的预先确定的范围内时，执行操作312。

[0152] 图4是等离子体系统400的一个实施方式的示意图，以说明在等离子体系统400中使用匹配网络模型302。等离子体系统400包括RF产生器402、阻抗匹配网络1、等离子体室404和主计算机系统112。RF产生器402是x MHz RF产生器，或y MHz RF产生器，或z MHz RF产生器。RF产生器402以频率fRF1操作。等离子体室404经由RF传输线406连接到阻抗匹配网络1，阻抗匹配网络1经由RF电缆408连接到RF产生器402。

[0153] RF产生器402包括RF功率源410和传感器412，传感器412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412经由网络电缆414被连接到主计算机系统112，网络电缆414例如，串行传输电缆、并行传输电缆、USB电缆等。主计算机系统112包括处理器416和存储设备418。

[0154] 等离子体室404包括上电极420、卡盘422和晶片W。上电极420朝向卡盘422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422的例子包括静电卡盘(ESC)和磁性卡盘。卡盘422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420由金属(例如，铝、铝合金，等)制成。上电极420位于卡盘422的下电极相对侧并朝向卡盘422的下电极。

[0155] 在一些实施方式中，等离子体室404使用附加的部件形成，附加的部件例如，围绕上电极420的上电极延伸部，围绕卡盘422的下电极的下电极延伸部，在上电极420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电介质环，位于上电极420和卡盘422的边缘以包围等离子室404内的其中形成等离子体的区域的约束环，等。

[0156] 晶片W被放置在卡盘422的顶表面424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，或掺杂晶片W，或在晶片W上离子注入，或在晶片W上产生光刻图案，或蚀刻晶片W，或溅射晶片W，或它们的组合。

[0157] 主计算机系统112的处理器416访问来自主计算机系统112的存储器装置418的配方(例如，待由RF产生器402产生的RF信号的频率fRF1，待由RF产生器402产生的RF信号的功率量，等)，并经由网络电缆426提供配方到RF产生器402。

[0158] 该配方还包括阻抗匹配网络1要达到的组合可变电容。处理器被连接到驱动组件440，驱动组件440经由连接机构442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440的例子包括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442的相应的一个或多个杆。处理器
416控制驱动组件440以经由连接机构442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，以进一步实现组合的可变电容。例如，处理器416将信号发送到被连接到所述一个或多个马达之一的一个或多个驱动器之一。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442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之一的板的位置，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416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待实现的组合电容被表示为组合可变电容C11。

[0159] RF产生器402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的输入端107从RF产生器402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。源的实施例包括RF产生器402和将RF产生器402耦合到阻抗匹配网络1的RF电缆408。负载的例子包括RF传输线406和等离子体室404。RF传输线406连接卡盘422的下电极到阻抗匹配网络1。修改的RF信号经由RF传输线406由阻抗匹配网络1提供给卡盘422。

[0160] 卡盘422接收修改的RF信号并在工艺气体进入等离子体室404时，在等离子体室404中激励等离子体或维持等离子体。工艺气体的实施例包括含氧气体或含氟气体等，在上电极420和卡盘422之间的间隙内提供工艺气体。等离子体用于处理晶片W。

[0161] 匹配网络模型302被存储在主计算机系统112的存储装置418中。此外，存储装置418存储数据库428，数据库428包括阻抗匹配网络1的标识，匹配网络模型302的参数值，由RF产生器402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428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)测量的固定参数L1s、L1p、L2s、L2p、R1s、R1p、R2s、R2p、C1s、C1p、C2s和C2p之间的映射。阻抗匹配网络的标识的实施例包括阻抗匹配网络的序列号。此外，在本实施例中，存储装置418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的参数以确定上述使用图1A、图1B和图3所示的阻抗匹配网络1的参数的方式类似的方式来确定。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，所以是型号。在各种实施方式中，标识号包括字母，数字，符号，或两种或更多字母、数字和符号的组合。

[0162] 主计算机系统112的处理器416经由被连接到其中RF产生器402连接至具有ID1的阻抗匹配网络1的主机计算机系统112的输入装置接收来自用户的指示，所述输入装置例如，触笔、触摸板、触摸屏、按钮、鼠标等。处理器416从存储装置418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相关联。处理器416从存储装置418访问(例如，读取等)参数L1s、L1p、L2s、L2p、R1s、R1p、R2s、R2p、C1s、C1p、C2s和C2p，并且控制匹配网络模型302来调整匹配网络模型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。

[0163] 当测量的变量(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416经由被连接到RF产生器402的输出端430的网络电缆414从传感器412接收时，处理器416施用所测量的变量到匹配网络模型302的输入端306处以产生在匹配网络模型302的输出端
304的预测变量。测量的变量由处理器416经由匹配网络模型302从输入端306向前传导到输出端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计算在匹配网络模型302的输入端接收的复电压的定向总和，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402的输出端430的传感器412测量，并从传感器412接收。因此，在阻抗匹配网络1和等离子体室404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412已经是RF产生器402的一部分，已经可以使用它们。

[0164] 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412连续地连接到RF产生器402的输出端430时，固定值L1s、L1p、L2s、L2p、R1s、R1p、R2s、R2p、C1s、C1p、C2s和C2p由处理器416施用以根据从传感器412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。

[0165] 图5是匹配网络模块302的一个实施方式的框图。包括电阻器R1s、电感器L1s、电容器C1s的串联电路被连接到包括电阻器R1p、电感器L1p、电容器C1p的并联电路。此外，包括电阻器R2s、电感器L2s、电容器C2s的串联电路被连接到包括电阻器R2p、电感器L2p、电容器C2p的并联电路。另外，包括电阻器R3s、电感器L3s、电容器C3s的串联电路被连接到包括电阻器R3p、电感L3p、电容器C3p的并联电路。

[0166] 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422的下电极，并且上电极420接地。在多种实施方式中，RF信号412被供给到上电极420，卡盘422的下电极接地。

[0167] 本发明描述的实施方式可以用包括手持式硬件单元、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。

[0168] 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。这种系统包括半导体处理设备，该半导体处理设备包括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)。这些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，包括控制工艺气体输送、温度设置(例如，加热和/或冷却)、压强设置、真空设置、功率设置、射频(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。

[0169] 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。集成电路包括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的形式(或程序文件)发送到控制器的指令，该设置定义用于在半导体晶片或系统上或针对半导体晶片或系统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。

[0170] 在一些实施方式中，控制器是与系统集成、耦接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接。例如，控制器在“云端”或者是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。计算机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，改变当前处理的参数，设置处理步骤以跟随当前的处理或者开始新的工艺。

[0171] 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，计算机网络包括本地网络或互联网。远程计算机包括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，控制器接收数据形式的指令，该指令指明在一个或多个操作期间将要执行的每个处理步骤的设置。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，控制器被配置成连接或控制该工具类型。因此，如上所述，控制器例如通过包括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括与结合以控制室内工艺的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。

[0172] 在非限制性的条件下，在多种实施方式中，系统包括等离子体蚀刻室、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。

[0173] 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，包括感应耦合等离子体(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，包括电子回旋共振(ECR)反应器的等离子体室，等。例如，x MHz RF发生器，y MHz RF发生器和z MHz RF发生器被耦合到ICP等离子体室内的电感器。

[0174] 如上所述，根据工具将要执行的一个或多个工艺步骤，控制器与一个或多个其他的工具电路或模块、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。

[0175] 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。

[0176] 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，不属于专用部分的程序执行或例程，同时仍能够操作用于专用。

[0177] 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。

[0178] 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可以存储数据的任何数据存储设备，这些数据之后能够由计算机系统读取。计算机可读介质的示例包括硬盘驱动器、网络附加存储器(NAS)、只读存储器、随机访问存储器、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设备。在一些实施方式中，计算机可读介质包括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。

[0179] 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，其他辅助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。

[0180] 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。

[0181] 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行某些变化和改变。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，并且本发明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。