EP4292117A1 - Power supply device and plasma system - Google Patents

Power supply device and plasma system

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Publication number
EP4292117A1
EP4292117A1 EP22708821.8A EP22708821A EP4292117A1 EP 4292117 A1 EP4292117 A1 EP 4292117A1 EP 22708821 A EP22708821 A EP 22708821A EP 4292117 A1 EP4292117 A1 EP 4292117A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
impedance
power supply
supply device
quality index
power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22708821.8A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Florian Maier
Thomas SPRENGER-LORENZ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Trumpf Huettinger GmbH and Co KG
Original Assignee
Trumpf Huettinger GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Trumpf Huettinger GmbH and Co KG filed Critical Trumpf Huettinger GmbH and Co KG
Publication of EP4292117A1 publication Critical patent/EP4292117A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32174—Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
    • H01J37/32183—Matching circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/38—Impedance-matching networks
    • H03H7/40—Automatic matching of load impedance to source impedance

Definitions

  • Power supply device for generating an electrical high-frequency power signal for a plasma and a plasma system with such.
  • the invention relates to a power supply device for generating an electrical HF power signal for a plasma, and to a method for operating a power supply device.
  • Impedance matching networks are used to match the impedance of a load to the impedance of a power generator.
  • Impedance matching networks are often used in RF-excited plasma processes. Frequencies are typically 1MHz or above. HF-excited plasma processes are used, for example, for coating (sputtering) and/or etching of substrates, in the production of architectural glass, semiconductors, photovoltaic elements, flat screens, displays, etc. the impe- dances in such processes often change very quickly, which is why the impedance matching should often be adjusted very quickly (within a few milliseconds or less).
  • the electrical power with which such processes are usually supplied is a few 100 W, for example 300 W and more, but not infrequently also a kilowatt or more, often 10 kW and more.
  • the voltage within the impedance matching arrangements is often several 100 V, for example 300 V and more, not infrequently 1000 V and more.
  • the currents in such circuits can be a few amperes, often 10 A and more, sometimes 100 A and more.
  • Implementing impedance matching networks with such voltages and currents has always been a major challenge.
  • the ability to quickly change reactances in such impedance matching networks represents an additional, very high challenge. Examples of such impedance matching networks are, for example, in DE 10 2015 220 847 A1 or in DE 20 2020 103 539 Ul discloses.
  • Impedance matching networks are commonly used to transform the load impedance to 50 ohms.
  • the amount of the mean reflected power is often determined and used as an indicator for the quality of the matching process.
  • the amount of mean reflected power serves as a stability criterion for the plasma.
  • transient and decay processes occur at the beginning and end of each pulse, which lead to reflected power despite a stable plasma process and the best possible adjustment.
  • a power supply device for generating an electrical HF power signal for a plasma, with a power generator and an im- impedance matching arrangement, wherein the power supply device is set up to determine an impedance variable, in particular at the input of the impedance matching arrangement or at the output of the power generator, to determine an impedance-based quality index in a predetermined period of time and, in particular, to issue it for further processing and/or use.
  • An impedance variable can be a complex impedance, a complex reflection factor, absolute value and phase of an impedance or values derived therefrom, for example an admittance or a normalized impedance.
  • the impedance variable at the output of the power generator is detected.
  • the impedance-based quality index is determined over a specified period of time.
  • the specified time period can be selected in such a way that transient and decay processes are not included in the determination of the impedance-based quality index.
  • a meaningful quality index for the fitting process can thus be determined.
  • the impedance-based quality index can be a dimensionless variable.
  • the power supply device can be set up to determine an impedance mean value, in particular a geometric mean value, a geometric center of gravity, arithmetic mean value or median of the measured impedance variables, as an impedance-based quality characteristic.
  • a geometric mean can be determined in a particularly simple manner.
  • the power supply device can be set up to generate a manipulated variable for the impedance matching arrangement in such a way that the quality index assumes a predetermined value.
  • the impedance matching arrangement can thus perform an impedance adjustment based on the quality score.
  • a changeable reactance of the impedance matching arrangement can be set via a manipulated variable in such a way that impedance matching takes place.
  • the impedance matching arrangement cannot be adjusted, it is conceivable to vary the power output by the power generator on the basis of the determined quality index in order to achieve a better quality index and thus better impedance matching. For example, the frequency of the HF power signal can be changed.
  • the power supply device can be set up to determine a weighted reflected power on the basis of the quality index.
  • a weighted reflected power is a quantity that a user can judge and classify because he is used to it.
  • the evaluated reflected power determined also referred to below as the (virtual) reflected power, does not correspond to the actual (measurable) reflected power.
  • the determined evaluated reflected power can also be understood as a quality index.
  • the impedance matching arrangement can have a measuring device that is set up to determine the quality index. This means that the quality index can be determined directly. Alternatively, it is conceivable that the impedance matching arrangement has a controller that is set up to determine the quality index. In particular, the detected impedance variable can be implicitly averaged over a period of time by an integration part of a controller. The controller is used to adjust or regulate the quality index as far as possible to a setpoint.
  • the quality index can be output to the power generator. It is thereby possible that the generator can determine the evaluated (virtual) reflected power with a detected forward power. Especially if a Not converted by the adjustment control algorithm, resulting in high reflected power. The reflected power is therefore usually used as a measure of whether the regulation or adaptation was successful. However, this is not true in the case of transient impedances, particularly at high pulse frequencies. Reflected power also occurs when the control algorithm has achieved the best possible adaptation.
  • the quality index in particular a geometric mean value of the impedance variable, is used according to the invention to calculate a weighted (virtual) reflected power. This can be displayed instead of or in addition to the actual reflected power and thus offers a familiar and known quantity for the user.
  • the quality index can be output as an analog signal, for example. However, it is particularly advantageous if a display device is provided for the output of the ascertained evaluated reflected power.
  • the power generator can be set up to measure a generated (forward) power. This measured generated power can be used to determine the weighted (virtual) reflected power.
  • the specified period of time can be determined in such a way that a maximum energy transfer takes place in the plasma without influencing the determined evaluated (virtual) reflected power.
  • the time period can be shorter than the pulse duration.
  • the time period can be chosen so that the beginning of the pulse is outside the time period.
  • the scope of the invention also includes a method for operating a power supply device for generating an electrical high-frequency (HF) power signal for a plasma, with an impedance variable, in particular at the input of an impedance matching arrangement or at the output of a power generator, an impedance-based quality index being determined is determined over a specified period of time and the impedance-based quality index is output.
  • the impedance-based quality index can be output for further use or processing.
  • the Impedance-based quality index can be output as a digital or analog signal.
  • An impedance mean value in particular a geometric mean value, a geometric center of gravity, an arithmetic mean value or median of the measured impedance variables can be determined as an impedance-based quality characteristic.
  • a manipulated variable for the impedance matching arrangement can be generated in such a way that the quality index assumes a predetermined value.
  • an evaluated (virtual) reflected power can be determined.
  • the evaluated (virtual) reflected power is a power calculated using the quality index in contrast to a measured actual reflected power.
  • the quality index can be determined directly in the measuring device or indirectly by a regulator of the impedance matching arrangement.
  • the quality index can be output to the power generator. Based on the quality index, the (virtual) reflected power can be determined in the power generator. The evaluated reflected power can be output on a display device.
  • the specified period of time can be determined in such a way that a maximum energy transfer into the plasma takes place without influencing the calculated (virtual) reflected power.
  • the scope of the invention also includes a plasma system with a power supply device as described above and a plasma process device, in particular an HF-excited plasma process device, ie a device for carrying out plasma processes.
  • the plasma device is preferably used for coating (sputtering) and/or etching of substrates. she is primarily suitable for use in the production of architectural glass, semiconductors, photovoltaic elements, flat screens or displays.
  • the high frequency of the high frequency power signal can be 1 MHz or higher.
  • the electrical power that is necessary to supply the plasma process and for the supply of which the power supply device is designed can be 300 W and more, in particular 1 kilowatt and more.
  • the plasma process device can be designed for the connection of additional power supplies, of which one or more of the following can be used, for example: HF power supply with the same or different high frequency.
  • additional power supplies of which one or more of the following can be used, for example: HF power supply with the same or different high frequency.
  • FIG. 1 shows a power supply device 1 with a power generator 2 for generating a (pulsed) electrical HF power signal, for example at 60 MHz.
  • the power generator 2 has an output 3 which is connected to an input 5 of an impedance matching arrangement 6 via an HF cable 4 .
  • the impedance matching arrangement 6 is connected to a load 7.
  • the power generator 2 and the impedance matching arrangement 6 are further connected to one another via a signal connection 8 .
  • the load 7 can be a plasma of a plasma process, in particular an HF-excited plasma process, for example for coating (sputtering) and/or etching of substrates, in the production of architectural glass, semiconductors, photovoltaic elements, flat screens, displays.
  • a plasma process in particular an HF-excited plasma process, for example for coating (sputtering) and/or etching of substrates, in the production of architectural glass, semiconductors, photovoltaic elements, flat screens, displays.
  • the impedance matching arrangement 6 is used to match the impedance of the load 7 to the impedance of the power generator 2 at the input 3 .
  • the power generator 2 can be set up to deliver the pulsed HF power to the load 7 . Since the impedance of the load 7, especially when it is a plasma, can change frequently and quickly, there are special requirements for the impedance matching arrangement 6 to match the impedance of the load 7 to the impedance of the power generator 2.
  • a measuring device 10 can be provided in the area of the input 5 of the impedance matching arrangement 6 in order to detect an impedance variable.
  • a measuring device 11 can be provided in the area of the output 3 of the power generator 2 in order to record an impedance variable.
  • the impedance quantity can be a complex impedance, complex reflection factor, magnitude and phase of the impedance, etc.
  • an impedance-based quality index can be determined within a specified period of time, which makes a statement about how good the impedance matching is. This is to be explained with reference to FIG.
  • FIG. 2a shows the trajectory 15 (the progression over time) of the impedance of the load 7 during a high-frequency pulse of the power generator 2. It can be seen that the impedance of the load 7 changes greatly during the pulse.
  • the first section 15a which corresponds to the start of the pulse, is not taken into account for the determination of the quality index, ie it is masked out, as it were. Only the second section 15b of the trajectory 15 is taken into account.
  • a controller 13 of the impedance matching arrangement 6 can be supplied with a manipulated variable in such a way that the quality index 17 is minimized and better matching thus takes place.
  • the quality index 17 can be used to calculate an evaluated (virtual) reflected power.
  • the quality index can be output to the power generator 2 via the signal connection 8, for example, so that an evaluated (virtual) reflected power can be determined there by the determination device 14.
  • FIG. 3 shows a flow chart of a method according to the invention.
  • impedance quantities are measured.
  • an impedance-based quality index is determined from the impedance variable measured over a predetermined period of time.
  • the impedance-based quality index is output so that it can be further processed.

Abstract

The invention relates to a power supply device (1) for generating an electric high-frequency power signal for a plasma, comprising a power generator (2) and an impedance adjustment arrangement (6) connected to the power generator (2), wherein the power supply device (1) is configured to determine an impedance variable, in particular at the input (5) of the impedance adjustment arrangement (6) or at the output (3) of the power generator (2), and to determine and output an impedance-based quality variable (17) in a predefined time period.

Description

Leistunasversoraunaseinrichtuna und Plasmasvstem Power supply system and plasma system
Leistungsversorgungseinrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Hochfrequenz leistungssignals für ein Plasma und ein Plasmasystem mit einer solchen. Power supply device for generating an electrical high-frequency power signal for a plasma and a plasma system with such.
Die Erfindung betrifft eine Leistungsversorgungseinrichtung zur Erzeugung eines elektrischen HF-Leistungssignals für ein Plasma, sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Leistungsversorgungseinrichtung. The invention relates to a power supply device for generating an electrical HF power signal for a plasma, and to a method for operating a power supply device.
Impedanzanpassungsnetzwerke werden verwendet, um die Impedanz einer Last an die Impedanz eines Leistungsgenerators anzupassen. Impedance matching networks are used to match the impedance of a load to the impedance of a power generator.
Impedanzanpassungsnetzwerke werden häufig bei HF-angeregten Plasmaprozes sen verwendet. Die Frequenzen liegen typischerweise bei 1 MHz oder darüber. HF- angeregte Plasmaprozesse werden beispielsweise zum Beschichten (Sputtern) und/oder Ätzen von Substraten, in der Fertigung von Architekturglas, Halbleitern, Photovoltaikelementen, Flachbildschirmen, Displays, etc. eingesetzt. Die Impe- danzen in solchen Prozessen ändern sich häufig sehr schnell, weshalb die Impe danzanpassung oftmals sehr schnell (innerhalb weniger Millisekunden oder weni ger) angepasst werden sollte. Die elektrische Leistung, mit der solche Prozesse üblicherweise versorgt werden, liegt bei einigen 100 W, zum Beispiel 300 W und größer, nicht selten aber auch bei einem Kilowatt oder mehr, oftmals auch bei 10 kW und mehr. Bei solchen Leistungen beträgt die Spannung innerhalb der Impe danzanpassungsanordnungen oftmals mehrere 100 V, zum Beispiel 300 V und mehr, nicht selten auch 1000 V und mehr. Die Ströme in solchen Schaltungen können einige Ampere, häufig 10 A und mehr, mitunter auch 100 A und mehr betragen. Impedanzanpassungsnetzwerke bei solchen Spannungen und Strömen zu realisieren, stellte schon immer eine große Herausforderung dar. Die schnelle Veränderbarkeit von Reaktanzen in solchen Impedanzanpassungsnetzwerken stellt eine zusätzliche sehr hohe Herausforderung dar. Beispiele solcher Impedanzan passungsnetzwerke sind zum Beispiel in der DE 10 2015 220 847 Al oder in der DE 20 2020 103 539 Ul offenbart. Impedance matching networks are often used in RF-excited plasma processes. Frequencies are typically 1MHz or above. HF-excited plasma processes are used, for example, for coating (sputtering) and/or etching of substrates, in the production of architectural glass, semiconductors, photovoltaic elements, flat screens, displays, etc. the impe- dances in such processes often change very quickly, which is why the impedance matching should often be adjusted very quickly (within a few milliseconds or less). The electrical power with which such processes are usually supplied is a few 100 W, for example 300 W and more, but not infrequently also a kilowatt or more, often 10 kW and more. With such services, the voltage within the impedance matching arrangements is often several 100 V, for example 300 V and more, not infrequently 1000 V and more. The currents in such circuits can be a few amperes, often 10 A and more, sometimes 100 A and more. Implementing impedance matching networks with such voltages and currents has always been a major challenge. The ability to quickly change reactances in such impedance matching networks represents an additional, very high challenge. Examples of such impedance matching networks are, for example, in DE 10 2015 220 847 A1 or in DE 20 2020 103 539 Ul discloses.
Üblicherweise werden Impedanzanpassungsnetzwerke verwendet, um die Impe danz der Last auf 50 Ohm zu transformieren. Um Aussagen über die Qualität der Impedanzanpassung zu erhalten, wird häufig der Betrag der mittleren reflektierten Leistung ermittelt und als Indikator für die Qualität des Anpassvorgangs herange zogen. Gleichzeitig dient der Betrag der mittleren reflektierten Leistung als Stabi litätskriterium für das Plasma. Bei gepulsten Anwendungen treten zu Beginn und Ende jedes Pulses Ein- und Ausschwingvorgänge auf, die trotz stabilem Plasma prozess und bestmögliche Anpassung zu reflektierter Leistung führen. Impedance matching networks are commonly used to transform the load impedance to 50 ohms. In order to obtain information about the quality of the impedance matching, the amount of the mean reflected power is often determined and used as an indicator for the quality of the matching process. At the same time, the amount of mean reflected power serves as a stability criterion for the plasma. In pulsed applications, transient and decay processes occur at the beginning and end of each pulse, which lead to reflected power despite a stable plasma process and the best possible adjustment.
Aufgabe der vollen Erfindung ist es daher, eine Leistungsversorgungseinrichtung bereitzustellen, bei der eine zuverlässigere Aussage über die Qualität des Anpass vorgangs getroffen werden kann. Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Leistungsversorgungsein richtung zur Erzeugung eines elektrischen HF-Leistungssignals für ein Plasma, mit einem Leistungsgenerator und einer mit dem Leistungsgenerator verbundenen Im- pedanzanpassungsanordnung, wobei die Leistungsversorgungseinrichtung einge richtet ist, eine Impedanzgröße, insbesondere am Eingang der Impedanzanpas sungsanordnung oder am Ausgang des Leistungsgenerators, zu bestimmen, eine impedanzbasierte Qualitätskennzahl in einem vorgegebenen Zeitraum zu ermitteln und insbesondere für eine weitere Verarbeitung und/oder Verwendung auszuge ben. It is therefore the object of the full invention to provide a power supply device in which a more reliable statement can be made about the quality of the adjustment process. This object is achieved according to the invention by a power supply device for generating an electrical HF power signal for a plasma, with a power generator and an im- impedance matching arrangement, wherein the power supply device is set up to determine an impedance variable, in particular at the input of the impedance matching arrangement or at the output of the power generator, to determine an impedance-based quality index in a predetermined period of time and, in particular, to issue it for further processing and/or use.
Eine Impedanzgröße kann dabei eine komplexe Impedanz, ein komplexer Reflek- tionsfaktor, Betrag und Phase einer Impedanz oder daraus abgeleitete Werte sein, beispielsweise eine Admittanz oder eine normierte Impedanz. Grundsätzlich ist es denkbar, als Impedanzgröße eine komplexe oder zweidimensionale reelle Größe zu erfassen. Insbesondere, wenn es sich um ein integriertes System handelt, in dem Impedanzanpassungsanordnung und Leistungsgenerator vereint sind, ist es vorteilhaft, wenn die Impedanzgröße am Ausgang des Leistungsgenerators erfasst wird. An impedance variable can be a complex impedance, a complex reflection factor, absolute value and phase of an impedance or values derived therefrom, for example an admittance or a normalized impedance. In principle, it is conceivable to record a complex or two-dimensional real variable as the impedance variable. In particular when it comes to an integrated system in which the impedance matching arrangement and the power generator are combined, it is advantageous if the impedance variable at the output of the power generator is detected.
Im Gegensatz zu einer mittleren reflektierten Leistung wird die impedanzbasierte Qualitätskennzahl in einem vorgegebenen Zeitraum ermittelt. Der vorgegebene Zeitraum kann so gewählt werden, dass Ein - und Ausschwingvorgänge nicht in die Ermittlung der impedanzbasierten Qualitätskennzahl eingehen. Somit kann eine aussagekräftige Qualitätskennzahl für den Anpassvorgang ermittelt werden. Bei der impedanzbasierten Qualitätskennzahl kann es sich um eine dimensionslose Größe handeln. Die Leistungsversorgungseinrichtung kann eingerichtet sein, als impedanzbasierte Qualitätskennzahl einen Impedanzmittelwert, besondere einen geometrischen Mit telwert, einen geometrischen Schwerpunkt, arithmetischen Mittelwert oder Median der gemessenen Impedanzgrößen zu ermitteln. Insbesondere ein geometrischer Mittelwert kann auf besonders einfache Art und Weise ermittelt werden. In contrast to an average reflected power, the impedance-based quality index is determined over a specified period of time. The specified time period can be selected in such a way that transient and decay processes are not included in the determination of the impedance-based quality index. A meaningful quality index for the fitting process can thus be determined. The impedance-based quality index can be a dimensionless variable. The power supply device can be set up to determine an impedance mean value, in particular a geometric mean value, a geometric center of gravity, arithmetic mean value or median of the measured impedance variables, as an impedance-based quality characteristic. In particular, a geometric mean can be determined in a particularly simple manner.
Die Leistungsversorgungseinrichtung kann eingerichtet sein, eine Stellgröße der Impedanzanpassungsanordnung so zu erzeugen, dass die Qualitätskennzahl einen vorgegebenen Wert einnimmt. Die Impedanzanpassungsanordnung kann somit auf Grundlage der Qualitätskennzahl eine Impedanzanpassung vornehmen. Bei spielsweise kann über eine Stellgröße eine veränderbare Reaktanz der Impe danzanpassungsanordnung so eingestellt werden, dass Impedanzanpassung er folgt. The power supply device can be set up to generate a manipulated variable for the impedance matching arrangement in such a way that the quality index assumes a predetermined value. The impedance matching arrangement can thus perform an impedance adjustment based on the quality score. For example, a changeable reactance of the impedance matching arrangement can be set via a manipulated variable in such a way that impedance matching takes place.
Falls die Impedanzanpassungsanordnung nicht verstellbar ist, ist denkbar, auf grund der ermittelten Qualitätskennzahl, die vom Leistungsgenerator ausgege bene Leistung zu variieren, um zu einer besseren Qualitätskennzahl und somit besseren Impedanzanpassung zu gelangen. Beispielsweise kann die Frequenz des HF- Leistungssignals verändert werden. If the impedance matching arrangement cannot be adjusted, it is conceivable to vary the power output by the power generator on the basis of the determined quality index in order to achieve a better quality index and thus better impedance matching. For example, the frequency of the HF power signal can be changed.
Die Leistungsversorgungseinrichtung kann eingerichtet sein, aufgrund der Quali tätskennzahl eine bewertete reflektierte Leistung zu ermitteln. Bei einer bewerte ten reflektierten Leistung handelt es sich um eine Größe, die ein Benutzer beurtei- len und einordnen kann, da er daran gewöhnt ist. Die ermittelte bewertete reflek tierte Leistung, im Folgenden auch (virtuelle) reflektierte Leistung genannt, ent spricht nicht der tatsächlichen (messbaren) reflektierten Leistung. Die ermittelte bewertete reflektierte Leistung kann ebenfalls als Qualitätskennzahl aufgefasst werden. The power supply device can be set up to determine a weighted reflected power on the basis of the quality index. A weighted reflected power is a quantity that a user can judge and classify because he is used to it. The evaluated reflected power determined, also referred to below as the (virtual) reflected power, does not correspond to the actual (measurable) reflected power. The determined evaluated reflected power can also be understood as a quality index.
Die Impedanzanpassungsanordnung kann eine Messeinrichtung aufweisen, die eingerichtet ist, die Qualitätskennzahl zu ermitteln. Somit kann eine direkte Er mittlung der Qualitätskennzahl erfolgen. Alternativ ist es denkbar, dass die Impedanzanpassungsanordnung einen Regler aufweist, der eingerichtet ist, die Qualitätskennzahl zu ermitteln. Insbesondere kann durch einen Integrationsteil eines Reglers die erfasste Impedanzgröße über einen Zeitraum implizit gemittelt werden. Der Regler dient dabei dazu, die Quali tätskennzahl möglichst auf einen Sollwert anzupassen bzw. zu regeln. The impedance matching arrangement can have a measuring device that is set up to determine the quality index. This means that the quality index can be determined directly. Alternatively, it is conceivable that the impedance matching arrangement has a controller that is set up to determine the quality index. In particular, the detected impedance variable can be implicitly averaged over a period of time by an integration part of a controller. The controller is used to adjust or regulate the quality index as far as possible to a setpoint.
Die Qualitätskennzahl kann an den Leistungsgenerator ausgegeben werden. Es ist dadurch möglich, dass der Generator mit einer erfassten Vorwärtsleistung die be wertete (virtuelle) reflektierte Leistung ermitteln kann. Insbesondere, wenn ein Regelalgorithmus für die Anpassung nicht konvertiert, führt dies zu einer hohen reflektierten Leistung. Üblicherweise dient deshalb die reflektierte Leistung als Maß dafür, ob die Regelung bzw. Anpassung erfolgreich war. Bei transienten Impedan zen, insbesondere bei hohen Pulsfrequenzen, stimmt dies jedoch nicht. Es tritt auch reflektierte Leistung auf, wenn der Regel-Algorithmus die bestmögliche An passung erreicht hat. Die Qualitätskennzahl, insbesondere ein geometrischer Mit telwert der Impedanzgröße, dient erfindungsgemäß dazu, eine bewertete (virtu elle) reflektierte Leistung zu errechnen. Diese kann anstelle oder zusätzlich zu der tatsächlich reflektierten Leistung angezeigt werden und bietet somit eine gewohnte und bekannte Größe für den Benutzer. The quality index can be output to the power generator. It is thereby possible that the generator can determine the evaluated (virtual) reflected power with a detected forward power. Especially if a Not converted by the adjustment control algorithm, resulting in high reflected power. The reflected power is therefore usually used as a measure of whether the regulation or adaptation was successful. However, this is not true in the case of transient impedances, particularly at high pulse frequencies. Reflected power also occurs when the control algorithm has achieved the best possible adaptation. The quality index, in particular a geometric mean value of the impedance variable, is used according to the invention to calculate a weighted (virtual) reflected power. This can be displayed instead of or in addition to the actual reflected power and thus offers a familiar and known quantity for the user.
Die Qualitätskennzahl kann beispielsweise als analoges Signal ausgegeben wer den. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn eine Anzeigevorrichtung zur Aus gabe der ermittelten bewerteten reflektierten Leistung vorgesehen ist. The quality index can be output as an analog signal, for example. However, it is particularly advantageous if a display device is provided for the output of the ascertained evaluated reflected power.
Der Leistungsgenerator kann eingerichtet sein, eine erzeugte (Vorwärts-)Leistung zu messen. Diese gemessene erzeugte Leistung kann verwendet werden, um die bewertete (virtuelle) reflektierte Leistung zu ermitteln. The power generator can be set up to measure a generated (forward) power. This measured generated power can be used to determine the weighted (virtual) reflected power.
Der vorgegebene Zeitraum kann so bestimmt werden, dass ein maximaler Ener gietransfer in das Plasma erfolgt, ohne die ermittelte bewertete (virtuelle) reflek tierte Leistung zu beeinflussen. Insbesondere kann der Zeitraum kürzer sein als die Pulsdauer. Weiterhin kann der Zeitraum so gewählt werden, dass der Pulsbe ginn außerhalb des Zeitraums liegt. The specified period of time can be determined in such a way that a maximum energy transfer takes place in the plasma without influencing the determined evaluated (virtual) reflected power. In particular, the time period can be shorter than the pulse duration. Furthermore, the time period can be chosen so that the beginning of the pulse is outside the time period.
In den Rahmen Erfindung fällt außerdem ein Verfahren zum Betrieb einer Leis tungsversorgungseinrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Hochfrequenz (HF-)Leistungssignals für ein Plasma, wobei eine Impedanzgröße, insbesondere am Eingang einer Impedanzanpassungsanordnung oder am Ausgang eines Leis tungsgenerators bestimmt wird, eine impedanzbasierte Qualitätskennzahl in ei nem vorgegebenen Zeitraum ermittelt wird und die impedanzbasierte Qualitäts kennzahl ausgegeben wird. Insbesondere kann die impedanzbasierte Qualitäts kennzahl für eine weitere Verwendung oder Verarbeitung ausgegeben werden. Die impedanzbasierte Qualitätskennzahl kann als digitales oder analoges Signal aus gegeben werden. The scope of the invention also includes a method for operating a power supply device for generating an electrical high-frequency (HF) power signal for a plasma, with an impedance variable, in particular at the input of an impedance matching arrangement or at the output of a power generator, an impedance-based quality index being determined is determined over a specified period of time and the impedance-based quality index is output. In particular, the impedance-based quality index can be output for further use or processing. the Impedance-based quality index can be output as a digital or analog signal.
Als impedanzbasierte Qualitätskennzahl kann ein Impedanzmittelwert, insbeson- dere ein geometrischer Mittelwert, ein geometrischer Schwerpunkt, ein arithmeti scher Mittelwert oder Median der gemessenen Impedanzgrößen ermittelt werden. An impedance mean value, in particular a geometric mean value, a geometric center of gravity, an arithmetic mean value or median of the measured impedance variables can be determined as an impedance-based quality characteristic.
Eine Stellgröße für die Impedanzanpassungsanordnung kann so erzeugt werden, dass die Qualitätskennzahl einen vorgegebenen Wert einnimmt. A manipulated variable for the impedance matching arrangement can be generated in such a way that the quality index assumes a predetermined value.
Aufgrund der Qualitätskennzahl kann eine bewertete (virtuelle) reflektierte Leis tung ermittelt werden. Bei der bewerteten (virtuellen) reflektierten Leistung han delt es sich um eine anhand der Qualitätskennzahl berechnete Leistung im Unter schied zu einer gemessenen tatsächlichen reflektierten Leistung. Based on the quality index, an evaluated (virtual) reflected power can be determined. The evaluated (virtual) reflected power is a power calculated using the quality index in contrast to a measured actual reflected power.
Die Qualitätskennzahl kann direkt in der Messeinrichtung ermittelt werden oder indirekt durch einen Regler der Impedanzanpassungsanordnung. The quality index can be determined directly in the measuring device or indirectly by a regulator of the impedance matching arrangement.
Die Qualitätskennzahl kann an den Leistungsgenerator ausgegeben werden. Auf- grund der Qualitätskennzahl kann im Leistungsgenerator die (virtuelle) reflektierte Leistung ermittelt werden. Die bewertete reflektierte Leistung kann an einer An zeigevorrichtung ausgegeben werden. The quality index can be output to the power generator. Based on the quality index, the (virtual) reflected power can be determined in the power generator. The evaluated reflected power can be output on a display device.
Der vorgegebene Zeitraum kann so bestimmt werden, dass ein maximaler Ener- gietransfer in das Plasma erfolgt, ohne die ermittelte bewertete (virtuelle) reflek tierte Leistung zu beeinflussen. The specified period of time can be determined in such a way that a maximum energy transfer into the plasma takes place without influencing the calculated (virtual) reflected power.
In den Rahmen der Erfindung fällt außerdem ein Plasmasystem mit einer Leis tungsversorgungseinrichtung wie zuvor beschreiben und einer Plasmaprozessvor- richtung, insbesondere HF-angeregten Plasmaprozessvorrichtung, also einer Vor richtung zum Durchführen von Plasmaprozessen. Die Plasmavorrichtung dient be- vorzugterweise zum Beschichten (Sputtern) und/oder Ätzen von Substraten. Sie ist vorzugsweise zur Verwendung in der Fertigung von Architekturglas, Halbleitern, Photovoltaikelementen, Flachbildschirmen oder Displays geeignet. The scope of the invention also includes a plasma system with a power supply device as described above and a plasma process device, in particular an HF-excited plasma process device, ie a device for carrying out plasma processes. The plasma device is preferably used for coating (sputtering) and/or etching of substrates. she is primarily suitable for use in the production of architectural glass, semiconductors, photovoltaic elements, flat screens or displays.
Die Hochfrequenz des Hochfrequenzleistungssignals kann bei 1 MHz oder darüber liegen. The high frequency of the high frequency power signal can be 1 MHz or higher.
Die elektrische Leistung, die zu Versorgung des Plasmaprozess notwendig ist, und für dessen Lieferung die Leistungsversorgungseinrichtung ausgelegt ist, kann bei 300 W und größer, insbesondere bei 1 Kilowatt und mehr liegen. The electrical power that is necessary to supply the plasma process and for the supply of which the power supply device is designed can be 300 W and more, in particular 1 kilowatt and more.
- Die Plasmaprozessvorrichtung kann zum Anschluss von weiteren Leistungs versorgungen ausgelegt sein, davon können beispielsweise eine oder meh rere der Folgenden eingesetzt werden: HF-Leistungsversorgung mit derglei chen oder anderen Hochfrequenz. - DC Leistungsversorgung, insbesondere gepulste DC Leistungsversorgung- The plasma process device can be designed for the connection of additional power supplies, of which one or more of the following can be used, for example: HF power supply with the same or different high frequency. - DC power supply, especially pulsed DC power supply
- MF Leistungsversorgung mit Frequenzen unterhalb 1 MHz. - MF power supply with frequencies below 1 MHz.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeich nung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausfüh rungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung. Fig. 1 zeigt eine Leistungsversorgungseinrichtung, Further advantages of the invention result from the description and the undersigned statement. Likewise, the features mentioned above and those detailed below can be used according to the invention individually or collectively in any combination. The embodiments shown and described are not to be understood as an exhaustive list, but rather have an exemplary character for the description of the invention. 1 shows a power supply device,
Fig. 2a-2d zeigen anhand von Admittanzebenen die Vorgehensweise zur Ermitt lung einer Qualitätskennzahl; Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zur Ermittlung einer Qua litätskennzahl. Die Figur 1 zeigt eine Leistungsversorgungseinrichtung 1 mit einem Leistungsge nerator 2 zur Erzeugung eines (gepulsten) elektrischen HF- Leistungssignals, bei spielsweise bei 60 MHz. Der Leistungsgenerator 2 weist einen Ausgang 3 auf, der über ein HF-Kabel 4 mit einem Eingang 5 einer Impedanzanpassungsanordnung 6 verbunden ist. Die Impedanzanpassungsanordnung 6 ist mit einer Last 7 verbun den. Der Leistungsgenerator 2 und die Impedanzanpassungsanordnung 6 sind wei terhin über eine Signalverbindung 8 miteinander verbunden. Die Last 7 kann ein Plasma eines Plasmaprozesses, insbesondere eines HF-angeregten Plasmaprozes ses, beispielsweise zum Beschichten (Sputtern) und/oder Ätzen von Substraten, in der Fertigung von Architekturglas, Halbleitern, Photovoltaikelementen, Flach bildschirmen, Displays, sein. 2a-2d use admittance levels to show the procedure for determining a quality index; FIG. 3 shows a flowchart for a method for determining a quality indicator. FIG. 1 shows a power supply device 1 with a power generator 2 for generating a (pulsed) electrical HF power signal, for example at 60 MHz. The power generator 2 has an output 3 which is connected to an input 5 of an impedance matching arrangement 6 via an HF cable 4 . The impedance matching arrangement 6 is connected to a load 7. The power generator 2 and the impedance matching arrangement 6 are further connected to one another via a signal connection 8 . The load 7 can be a plasma of a plasma process, in particular an HF-excited plasma process, for example for coating (sputtering) and/or etching of substrates, in the production of architectural glass, semiconductors, photovoltaic elements, flat screens, displays.
Die Impedanzanpassungsanordnung 6 dient dazu, die Impedanz der Last 7 an die Impedanz des Leistungsgenerators 2 am Eingang 3 anzupassen. Der Leistungsge- nerator 2 kann dazu eingerichtet sein, die gepulste HF-Leistung an die Last 7 zu liefern. Da sich die Impedanz der Last 7, insbesondere, wenn es sich dabei um ein Plasma handelt, häufig und schnell ändern kann, bestehen besondere Anforderun gen an die Impedanzanpassungsanordnung 6, die Impedanz der Last 7 an die Im pedanz des Leistungsgenerators 2 anzupassen. The impedance matching arrangement 6 is used to match the impedance of the load 7 to the impedance of the power generator 2 at the input 3 . The power generator 2 can be set up to deliver the pulsed HF power to the load 7 . Since the impedance of the load 7, especially when it is a plasma, can change frequently and quickly, there are special requirements for the impedance matching arrangement 6 to match the impedance of the load 7 to the impedance of the power generator 2.
Im Bereich des Eingangs 5 der Impedanzanpassungsanordnung 6 kann eine Mes seinrichtung 10 vorgesehen sein, um eine Impedanzgröße zu erfassen. Alternativ oder zusätzlich kann im Bereich des Ausgangs 3 des Leistungsgenerators 2 eine Messeinrichtung 11 vorgesehen sein, um eine Impedanzgröße zu erfassen. Bei der Impedanzgröße kann es sich um eine komplexe Impedanz, komplexen Reflexi onsfaktor, Betrag und Phase der Impedanz, etc. handeln. Aufgrund dieser erfass ten Impedanzgröße kann in einem vorgegebenen Zeitraum eine impedanzbasierte Qualitätskennzahl ermittelt werden, die eine Aussage darüber trifft, wie gut die Impedanzanpassung ist. Dies soll anhand der Figur 2 erläutert werden. Die Figur 2a zeigt die Trajektorie 15 (den zeitlichen Verlauf) der Impedanz der Last 7 während eines Hochfrequenzpul ses des Leistungsgenerators 2. Es ist zu sehen, dass sich die Impedanz der Last 7 während des Pulses stark ändert. A measuring device 10 can be provided in the area of the input 5 of the impedance matching arrangement 6 in order to detect an impedance variable. Alternatively or additionally, a measuring device 11 can be provided in the area of the output 3 of the power generator 2 in order to record an impedance variable. The impedance quantity can be a complex impedance, complex reflection factor, magnitude and phase of the impedance, etc. On the basis of this recorded impedance variable, an impedance-based quality index can be determined within a specified period of time, which makes a statement about how good the impedance matching is. This is to be explained with reference to FIG. FIG. 2a shows the trajectory 15 (the progression over time) of the impedance of the load 7 during a high-frequency pulse of the power generator 2. It can be seen that the impedance of the load 7 changes greatly during the pulse.
Anhand der Figur 2b ist zu erkennen, dass der erste Abschnitt 15a, der dem Puls anfang entspricht, für die Ermittlung der Qualitätskennzahl nicht berücksichtigt wird, also quasi ausgeblendet wird. Berücksichtigt wird nur der zweite Abschnitt 15b der Trajektorie 15. It can be seen from FIG. 2b that the first section 15a, which corresponds to the start of the pulse, is not taken into account for the determination of the quality index, ie it is masked out, as it were. Only the second section 15b of the trajectory 15 is taken into account.
In der Figur 2c ist zu erkennen, dass diskrete Impedanzpunkte 16, d.h. die Impe danzgröße zu unterschiedlichen Zeitpunkten, die auf dem Abschnitt 15b der Trajektorie 15 liegen, durch eine der Messeinrichtungen 10, 11 gemessen werden. Anhand der Figur 2d ist zu erkennen, dass als impedanzbasierte Qualitätskennzahl 17 ein geometrischer Schwerpunkt ermittelt wird. It can be seen in FIG. 2c that discrete impedance points 16, i.e. the impedance magnitude at different points in time that lie on section 15b of trajectory 15, are measured by one of the measuring devices 10, 11. It can be seen from FIG. 2d that a geometric focal point is determined as the impedance-based quality index 17 .
Ein Regler 13 der Impedanzanpassungsanordnung 6 kann so mit einer Stellgröße versorgt werden, dass die Qualitätskennzahl 17 minimiert wird, und somit eine bessere Anpassung erfolgt. A controller 13 of the impedance matching arrangement 6 can be supplied with a manipulated variable in such a way that the quality index 17 is minimized and better matching thus takes place.
Weiterhin kann die Qualitätskennzahl 17 verwendet werden, um eine bewertete (virtuelle) reflektierte Leistung zu berechnen. Dazu kann die Qualitätskennzahl beispielsweise über die Signalverbindung 8 an den Leistungsgenerator 2 ausgege ben werde, sodass dort eine bewertete (virtuelle) reflektierte Leistung durch die Ermittlungseinrichtung 14 ermittelt werden kann. Furthermore, the quality index 17 can be used to calculate an evaluated (virtual) reflected power. For this purpose, the quality index can be output to the power generator 2 via the signal connection 8, for example, so that an evaluated (virtual) reflected power can be determined there by the determination device 14.
Die Figur 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Im Schritt 100 werden Impedanzgrößen gemessen. Im Schritt 101 wird eine impe danzbasierte Qualitätskennzahl aus der über einen vorgegebenen Zeitraum ge- messenen Impedanzgröße ermittelt. Im Schritt 102 wird die impedanzbasierte Qualitätskennzahl ausgegeben, sodass diese weiter verarbeitet werden kann. FIG. 3 shows a flow chart of a method according to the invention. In step 100, impedance quantities are measured. In step 101, an impedance-based quality index is determined from the impedance variable measured over a predetermined period of time. In step 102 the impedance-based quality index is output so that it can be further processed.

Claims

io Patentansprüche io patent claims
1. Leistungsversorgungseinrichtung (1) zur Erzeugung eines elektrischen Hochfrequenzleistungssignals für ein Plasma, mit einem Leistungsgenera tor (2) und einer mit dem Leistungsgenerator (2) verbundenen Impe danzanpassungsanordnung (6), wobei die Leistungsversorgungseinrich tung (1) eingerichtet ist, eine Impedanzgröße, insbesondere am Eingang1. Power supply device (1) for generating an electrical high-frequency power signal for a plasma, having a power generator (2) and an impedance matching arrangement (6) connected to the power generator (2), the power supply device (1) being set up to have an impedance variable, especially at the entrance
(5) der Impedanzanpassungsanordnung (6) oder am Ausgang (3) des Leistungsgenerators (2) zu bestimmen, eine impedanzbasierte Qualitäts kennzahl (17) in einem vorgegebenen Zeitraum zu ermitteln und auszuge ben. (5) to determine the impedance matching arrangement (6) or at the output (3) of the power generator (2), to determine and output an impedance-based quality index (17) in a predetermined period of time.
2. Leistungsversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die Leistungsversorgungseinrichtung (1) eingerichtet ist, als im pedanzbasierte Qualitätskennzahl (17) einen Impedanzmittelwert, insbe sondere einen geometrischen Mittelwert, geometrischen Schwerpunkt, arithmetischen Mittelwert oder Median der gemessenen Impedanzgrößen zu ermitteln. 2. The power supply device as claimed in claim 1, characterized in that the power supply device (1) is set up to determine an impedance mean value, in particular a geometric mean value, geometric center of gravity, arithmetic mean value or median of the measured impedance variables, as the impedance-based quality index (17).
3. Leistungsversorgungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsversorgungseinrichtung (1) eingerichtet ist, eine Stellgröße der Impedanzanpassungsanordnung3. Power supply device according to one of the preceding claims, characterized in that the power supply device (1) is set up, a manipulated variable of the impedance matching arrangement
(6) so zu erzeugen, dass die Qualitätskennzahl (17) einen vorgegebenen Wert einnimmt. (6) to be generated in such a way that the quality index (17) assumes a predetermined value.
4. Leistungsversorgungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsversorgungseinrichtung (1) eingerichtet ist, aufgrund der Qualitätskennzahl (17) eine bewertete reflektierte Leistung zu ermitteln. 4. Power supply device according to one of the preceding claims, characterized in that the power supply device (1) is set up to determine an evaluated reflected power on the basis of the quality index (17).
5. Leistungsversorgungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass die Impedanzanpassungsanordnung (6) oder der Leistungsgenerator (2) eine Messeinrichtung (10,11) auf weist, die eingerichtet ist, die Qualitätskennzahl (17) zu ermitteln. 5. Power supply device according to any preceding Ansprü surface, characterized in that the impedance matching arrangement (6) or the power generator (2) has a measuring device (10, 11) which is set up to determine the quality index (17).
6. Leistungsversorgungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass die Impedanzanpassungsanordnung (6) einen Regler (13) aufweist, der eingerichtet ist, die Qualitätskennzahl (17) zu ermitteln. 6. Power supply device according to one of the preceding claims, characterized in that the impedance matching arrangement (6) has a controller (13) which is set up to determine the quality index (17).
7. Leistungsversorgungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass die Qualitätskennzahl (17) an den Leis tungsgenerator (2) ausgegeben wird. 7. Power supply device according to one of the preceding claims, characterized in that the quality index (17) is output to the power generator (2).
8. Leistungsversorgungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzeigevorrichtung zur Ausgabe der ermittelten bewerteten reflektierten Leistung vorgesehen ist. 8. Power supply device according to one of the preceding claims, characterized in that a display device is provided for outputting the determined, evaluated, reflected power.
9. Leistungsversorgungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungsgenerator (2) eingerichtet ist, eine erzeugte Leistung zu messen. 9. Power supply device according to one of the preceding claims, characterized in that the power generator (2) is set up to measure a generated power.
10. Leistungsversorgungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Zeitraum so be stimmt wird, dass ein maximaler Energietransfer in das Plasma erfolgt, ohne die ermittelte bewertete reflektierte Leitung zu beeinflussen. 10. Power supply device according to one of the preceding claims, characterized in that the predetermined period of time is determined in such a way that a maximum energy transfer into the plasma takes place without influencing the evaluated reflected line determined.
11. Leistungsversorgungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung innerhalb der Impe danzanpassungsanordnung (6) im Betrieb 300 V und mehr, insbesondere 1000 V und mehr beträgt. 11. Power supply device according to one of the preceding claims, characterized in that the voltage within the impedance matching arrangement (6) during operation is 300 V and more, in particular 1000 V and more.
12. Leistungsversorgungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strom innerhalb der Impedanzan passungsanordnung (6) im Betrieb 10 A und mehr, insbesondere 100 A und mehr beträgt. 12. Power supply device according to one of the preceding claims, characterized in that a current within the impedance matching arrangement (6) during operation is 10 A and more, in particular 100 A and more.
13. Plasmasystem mit einer Leistungsversorgungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einer Plasmaprozessvorrichtung, insbe sondere HF-angeregten Plasmaprozessvorrichtung, bevorzugt zum Be schichten (Sputtern) und/oder Ätzen von Substraten, geeignet zur Ver wendung in der Fertigung von Architekturglas, Halbleitern, Photovoltai- kelementen, Flachbildschirmen oder Displays. 13. Plasma system with a power supply device according to one of the preceding claims and a plasma process device, in particular a special HF-excited plasma process device, preferably for coating (sputtering) and/or etching of substrates, suitable for use in the production of architectural glass, semiconductors, photovoltaic elements, flat screens or displays.
14. Verfahren zum Betrieb einer Leistungsversorgungseinrichtung (1) zur Er zeugung eines elektrischen Hochfrequenzleistungssignals für ein Plasma, wobei eine Impedanzgröße, insbesondere am Eingang einer Impedanzan passungsanordnung (6) oder am Ausgang eines Leistungsgenerators (2) bestimmt wird, eine impedanzbasierte Qualitätskennzahl (17) in einem vorgegebenen Zeitraum ermittelt wird und die impedanzbasierte Qualitäts kennzahl (17) ausgegeben wird, wobei insbesondere die impedanzbasierte Qualitätskennzahl (17) für eine weitere Verwendung oder Verarbeitung ausgegeben wird. 14. A method for operating a power supply device (1) to generate an electrical high-frequency power signal for a plasma, with an impedance variable being determined, in particular at the input of an impedance matching arrangement (6) or at the output of a power generator (2), an impedance-based quality index (17) is determined in a predetermined period of time and the impedance-based quality index (17) is output, in particular the impedance-based quality index (17) is output for further use or processing.
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei als impedanzbasierte Qualitätskenn zahl (17) ein Impedanzmittelwert, insbesondere ein geometrischer Mittel wert, ein geometrischer Schwerpunkt, ein arithmetischer Mittelwert oder Median der gemessenen Impedanzgrößen ermittelt wird. 15. The method according to claim 14, wherein an impedance mean value, in particular a geometric mean value, a geometric center of gravity, an arithmetic mean value or median of the measured impedance values is determined as the impedance-based quality index (17).
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 14-15, wobei eine Stellgröße für die Impedanzanpassungsanordnung (6) so erzeugt wird, dass die Qualitäts kennzahl (17) einen vorgegebenen Wert einnimmt. 16. The method according to any one of claims 14-15, wherein a manipulated variable for the impedance matching arrangement (6) is generated such that the quality index (17) assumes a predetermined value.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14-16, wobei auf Basis der Qualitäts kennzahl (17) eine bewertete reflektierte Leistung ermittelt wird, wobei insbesondere die bewertete reflektierte Leistung eine anhand der Quali tätskennzahl (17) berechnete Leistung ist. 17. The method according to any one of claims 14-16, wherein on the basis of the quality index (17) a weighted reflected power is determined, wherein in particular the weighted reflected power is a power calculated using the quality index (17).
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14-17, wobei die Qualitätskennzahl (17) direkt in der Messeinrichtung (10, 11) oder indirekt durch einen Reg ler der Impedanzanpassungsanordnung (6) ermittelt wird. 18. The method according to any one of claims 14-17, wherein the quality index (17) is determined directly in the measuring device (10, 11) or indirectly by a regulator of the impedance matching arrangement (6).
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 14-18, wobei die Qualitätskennzahl19. The method according to any one of claims 14-18, wherein the quality index
(17) an den Leistungsgenerator (2) ausgegeben wird. (17) is output to the power generator (2).
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17-19, wobei der vorgegebene Zeit raum so bestimmt wird, dass ein maximaler Energietransfer in das Plasma erfolgt, ohne die ermittelte bewertete reflektierte Leistung zu beeinflussen. 20. The method according to any one of claims 17-19, wherein the predetermined period of time is determined in such a way that a maximum energy transfer into the plasma takes place without influencing the evaluated reflected power determined.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 14-20, wobei die Impedanzanpas sungsanordnung (6) bei einer Spannung von 300 V und mehr, insbeson dere 1000 V und mehr betrieben wird. 21. The method as claimed in any of claims 14-20, wherein the impedance matching arrangement (6) is operated at a voltage of 300 V and more, in particular 1000 V and more.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 14-21, wobei die Impedanzanpas sungsanordnung (6) mit einem Strom von 10 A und mehr, insbesondere 100 A und mehr betrieben wird. 22. The method as claimed in any of claims 14-21, in which the impedance matching arrangement (6) is operated with a current of 10 A and more, in particular 100 A and more.
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