WO2023194551A1 - Plasmazünderkennungsvorrichtung zum anschluss an eine impedanzanpassungsschaltung für ein plasmaerzeugungssystem - Google Patents

Plasmazünderkennungsvorrichtung zum anschluss an eine impedanzanpassungsschaltung für ein plasmaerzeugungssystem Download PDF

Info

Publication number
WO2023194551A1
WO2023194551A1 PCT/EP2023/059194 EP2023059194W WO2023194551A1 WO 2023194551 A1 WO2023194551 A1 WO 2023194551A1 EP 2023059194 W EP2023059194 W EP 2023059194W WO 2023194551 A1 WO2023194551 A1 WO 2023194551A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
time
varying
detection device
ignition detection
plasma ignition
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/059194
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Florian Maier
Original Assignee
TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG filed Critical TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG
Publication of WO2023194551A1 publication Critical patent/WO2023194551A1/de

Links

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
    • 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
    • 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
    • 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
    • H01J37/32917—Plasma diagnostics
    • H01J37/32926—Software, data control or modelling
    • 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
    • H01J37/32917—Plasma diagnostics
    • H01J37/32935—Monitoring and controlling tubes by information coming from the object and/or discharge

Definitions

  • Plasma ignition detection device for connection to an impedance matching circuit for a plasma generation system
  • the invention relates to a plasma ignition detection device for connection to an impedance matching circuit for a plasma generation system and a plasma generation system with such a plasma ignition detection device.
  • the surface treatment of workpieces using plasma and gas lasers are industrial processes in which, particularly in a plasma chamber, a plasma is generated with direct current or with a high-frequency alternating signal with an operating frequency in the range from a few 10 kHz to the GHz range.
  • the plasma chamber is connected to a high-frequency generator (HF generator) via additional electronic components such as coils, capacitors, cables or transformers. These additional components can represent resonant circuits, filters or impedance matching circuits.
  • HF generator high-frequency generator
  • matchbox an impedance matching circuit
  • an impedance range i.e. a range of transformed load impedances, in which the generator works stably and is not damaged. If the transformed load impedance is outside this nominal impedance range, reflected power can cause damage and instabilities to the generator.
  • Different impedance matching circuits are known. Either the impedance matching circuits are permanently set and have a predetermined transformation effect, i.e. they consist of electrical components, in particular coils and capacitors, which are not changed during operation. This is particularly the case when operation remains constant, such as: B. with a gas laser, makes sense.
  • impedance matching circuits are known in which at least some of the components of the impedance matching circuits are mechanically changeable.
  • motor-driven variable capacitors are known, the capacitance value of which can be changed by changing the arrangement of the capacitor plates relative to one another.
  • a plasma can be assigned three impedance ranges. There are very high impedances before ignition. In normal operation, ie when operating with plasma as intended, there are lower impedances. Very small impedances can occur in the event of undesirable local discharges (arcs) or plasma fluctuations. In addition to these three identified impedance ranges, other special states with other assigned impedance values can occur.
  • the HF generator or transmission devices between the HF generator and the plasma chamber can be damaged. There are also stable states of the plasma that are not desirable.
  • An impedance matching circuit is described, for example, in DE 10 2009001 355 A1. Difficulties can still arise in determining whether the plasma is ignited or not. If the plasma does not ignite when the HF generator is switched on, the "cold" impedance that occurs in the matching range of the Impedance matching circuit (Matchbox). The impedance matching circuit adjusts this impedance (essentially through inherent losses). There is still an adjustment for the HF generator. This behavior occurs stochastically and is difficult to detect.
  • the task is therefore the task to demonstrate a plasma ignition detection device and a plasma generation system with such a plasma ignition detection device, with which more precise statements can be made about the plasma (ignited, not ignited, etc.) and with which a desired plasma state can be set .
  • the task is solved with regard to the plasma ignition detection device by claim 1 and with regard to the plasma generation system by claim 27.
  • Advantageous developments of the plasma ignition detection device are described in claims 2 to 26 and advantageous developments of the plasma generation system are described in claims 28 to 31.
  • the plasma ignition detection device according to the invention is used for connection to an impedance matching circuit for a plasma generation system.
  • the plasma ignition detection device is designed to process first time-varying measured values. These first time-varying measured values represent physical quantities present at a first predetermined location in the impedance matching circuit.
  • this first predetermined location can be an input.
  • An applied first reactive and/or active power can be determined from these first time-varying measured values.
  • the word “time-varying” means that the measured values can change over time.
  • the plasma ignition detection device is further designed to process second time-varying values. These second time-varying values represent physical variables present at a second predetermined location in the impedance matching circuit.
  • this second predetermined location can be an output.
  • the first predetermined location and the second predetermined location are separated from one another, i.e. spaced apart. This means that additional elements (e.g. capacitors, coils, etc.) are arranged between the two points.
  • An applied second reactive and/or active power can be determined from these second time-varying values.
  • the plasma ignition detection device is further designed to determine a first time-varying variable from the first measured values.
  • the plasma ignition detection device is also designed to determine a second time-varying variable from the second values.
  • the The plasma ignition detection device is further designed to generate an output signal depending on the first and second time-varying variables, which preferably describes a plasma state.
  • the wording “depending” means that both the first time-varying quantity and the second time-varying quantity are taken into account.
  • the wording “describes” can mean, for example, an indication of whether the plasma is ignited as desired (for example fully ignited) or not. This can mean information that indicates that processing with the plasma is in progress, the plasma is partially ignited, no processing with the plasma is possible or that the plasma is not ignited.
  • Temporal changes in the output signal can also be used to indicate a changing plasma, so that these temporal changes in turn describe the plasma.
  • the output signal changes in particular depending on the plasma state. It is particularly advantageous that time-varying measured values and time-varying values are recorded, from which a respective reactive and/or active power can be determined and that these measured values or values are processed in order to produce corresponding time-varying variables.
  • the output signal is preferably a control command for controlling the impedance matching circuit. This ensures that the HF generator of the plasma generation system sees an adjustment. Additionally or alternatively, the output signal can also be a control command for the HF generator of the plasma generation system.
  • the HF generator can be switched on or off and/or its frequency and/or power can be changed using this control command.
  • the control commands are then primarily used to be able to set a desired plasma state. Additionally or alternatively, the output signal is an output message, for example is displayed on a screen and/or is transferred to a higher-level control. The operating personnel of the plasma generation system can thus be informed about desired and/or undesirable states of the plasma in the plasma chamber.
  • the plasma ignition detection device comprises a storage device. This storage device is preferably a non-volatile memory. The storage device contains various: a) first and second time-varying variables; and/or b) first and second reactive and/or active powers; and/or c) ratios of first and second reactive and/or active powers, control commands for the impedance matching circuit and/or for the HF generator are stored.
  • the plasma ignition detection device is designed to use: a) the current first and second time-varying variables; and/or b) the current first and second reactive and/or active powers; and/or c) the ratios of current first and second reactive and/or active powers; to load the corresponding control command for the impedance matching circuit and/or the HF generator from the storage device and to transmit it to the impedance matching circuit and/or to the HF generator.
  • the wording “current” is to be understood to mean that the plasma ignition detection device always generates new, i.e. current, time-varying quantities from current, time-varying measured values or values during operation. These time-varying measured values or values change because the plasma is not constant.
  • the plasma ignition detection device includes an AI module.
  • This AI module is preferably trained by the manufacturer to use: a) the first and second time-varying variables; and/or b) the first and second reactive and/or active powers; and/or c) ratios of first and second reactive and/or active powers; to generate the control command for the impedance matching circuit and/or the HF generator.
  • Actual measured values from existing plasma generation systems can serve as the basis for the training data.
  • the plasma ignition detection device is designed to: a) link the first time-varying variable and the second time-varying variable to one another via at least one mathematical operation; and/or b) to link the first reactive and/or active power and the second reactive and/or active power to one another via at least one mathematical operation; to generate the output signal depending on this result. Because the first and second time-varying variables or the first and second reactive and/or active power were determined for two different locations, it is possible to very efficiently determine the state in which the current plasma is.
  • the plasma ignition detection device is designed to divide the second reactive and/or active power by the first reactive and/or active power in order to calculate an efficiency in order to generate the output signal depending on the efficiency. It was determined through lengthy investigations that the efficiency, which requires precise knowledge of the phase relationships (e.g. between current and voltage), is a very good criterion for describing the plasma state. Low efficiency indicates that the plasma is in an undesirable state.
  • the plasma ignition detection device is designed to generate the output signal only when: a) the first time-varying variable and/or the first reactive and/or active power exceeds a threshold value; and/or b) the second time-varying variable and/or the second reactive and/or active power exceeds a threshold value. It was determined that the impedance matching circuit and/or the HF generator should only be regulated from a certain level for efficiency. Until the output signal is generated, the HF generator is activated and/or the impedance matching circuit is set to a basic or starting state. If the HF generator and/or the impedance matching circuit is controlled too early based on the output signal, difficulties could otherwise arise and a stable state could not be achieved.
  • the output signal is only output when the efficiency exceeds 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45% or more than 45%.
  • familiar start-up programs are preferably processed.
  • the first time-varying variable is a reactive power or an active power.
  • the second time-varying variable is a reactive power or an active power. What both quantities have in common is that in order to calculate them, an exact phase relationship for the time-varying measured values or the time-varying values at the first and second positions must be known. This allows the plasma state to be determined very precisely.
  • the plasma ignition detection device is designed to: a) the first harmonic; or b) to calculate the first and second harmonics of the second reactive and/or active power.
  • the plasma ignition detection device is further designed to also determine the power of: a) the first harmonic; or b) the first and second harmonics; the second reactive and/or active power to generate the output signal. It was recognized that stable states of the plasma can also arise that are not desirable. Such conditions can be detected, for example, by analyzing the harmonics. Preferably, only the first harmonic or the first and second harmonics are detected at the second point, the second point being arranged at the output of the impedance matching circuit or closer to the output of the impedance matching circuit than the first point.
  • the efficiency can be calculated more precisely if the first or the first and second harmonics of the second reactive and/or active power are also determined.
  • the harmonics also referred to as 'harmonics', are caused by the non-linearity of the plasma generated.
  • An impedance matching circuit acts as a filter for these harmonics. A large part of these harmonics can therefore be measured better at the output of the impedance matching circuit. This is not absolutely necessary for the first reactive and/or active power because these are preferably determined at the input of the impedance matching circuit and thus close to the HF generator and the HF generator only provides a fundamental oscillation.
  • the first location is in an area of an HF input of the impedance matching circuit and the second location is in an area of an HF output of the impedance matching circuit.
  • this could be the other way around.
  • the first location would be in a region of an RF output of the impedance matching circuit and the second location would be in a region of an RF input of the impedance matching circuit.
  • the first and second harmonics could be determined at the first point. In principle, this allows the most precise values for the first and second time-varying variables to be determined, in particular because in this case both locations are as far apart as possible.
  • a first measuring unit is provided, the first measuring unit being designed to determine the first time-varying measured values at the first predetermined location of the impedance matching circuit, the determination being carried out by physical measurement.
  • a second measuring unit is provided, the second measuring unit being designed to determine the second time-varying values, wherein: a) the determination is carried out by physical measurement at the second point, which is why the second time-varying values are also time-varying measured values are; or b) the determination by a calculation based on a physical model of the impedance matching circuit and: i) the first time-varying measured values; and/or ii) the first time-varying quantity; he follows.
  • the first measurement unit in this case is a real measurement unit.
  • the second measuring unit can be a real measuring unit or a virtual measuring unit.
  • the first time-varying measured values or the first time-varying variable can be used as input variables.
  • the current setting of the impedance matching circuit for example current value the adjustable capacitances and/or inductances.
  • the second time-varying values and from them the second time-varying variable can then be determined from these variables.
  • parasitic elements, in particular ohmic losses of the components can be taken into account. In this way, the efficiency calculation can be carried out more reliably.
  • the first and/or second measuring unit includes a directional coupler.
  • the first and/or second measuring unit comprises a voltage and current detector, in particular with a phase detector for determining the phase between voltage and current. With such a detector, reactive and/or active power can be determined in a particularly simple manner.
  • the first time-varying measured values are powers of the incoming and outgoing wave (the first measuring unit) and the second time-varying measured values are powers of the outgoing and incoming wave (the second measuring unit).
  • the plasma ignition detection device is designed to subtract the power of the outgoing wave from the power of the incoming wave in order to thereby calculate the first time-varying quantity.
  • the plasma ignition detection device is also designed to subtract the power of the incoming wave from the power of the outgoing wave in order to thereby calculate the second time-varying quantity.
  • the first measuring unit (instead of a directional coupler) comprises a current sensor and a voltage sensor.
  • the first time-varying measured values include a current and a voltage and in particular the phase between this current and this voltage.
  • the second measuring unit (instead of a directional coupler) includes a current sensor and a voltage sensor.
  • the second time-varying measured values include a current and a voltage and optionally a phase.
  • the first measuring unit could include a current sensor and a voltage sensor, whereas the second measuring unit includes a directional coupler.
  • both the first measuring unit and the second measuring unit preferably include a corresponding current sensor and a voltage sensor. By using such sensors, very precise measurements are possible.
  • the first time-varying measured values are a complex current and a complex voltage.
  • the second time-varying measured values are a complex current and a complex voltage. What is of great importance here is that a phase relationship between current and voltage can be precisely determined, which can be used to calculate the reactive and/or active power. This allows very precise statements to be made about the efficiency, i.e. how much of the power provided by the HF generator is actually absorbed by the plasma. This can ultimately be used to describe the plasma state.
  • the plasma ignition detection device is designed to calculate the first active power from the first time-varying measured values as follows: or
  • the plasma ignition detection device is designed to calculate the first reactive power from the first time-varying measured values as follows:
  • the plasma ignition detection device comprises a first and a second A/D converter and a first and a second I/Q demodulator.
  • the first A/D converter is designed to digitize first time-varying measured values for the current, with the first I/Q demodulator being connected to the output of the first A/D converter.
  • the second A/D converter is designed to digitize first time-varying measured values for the voltage, with the second I/Q demodulator being connected to the output of the second A/D converter.
  • the plasma ignition detection device comprises a third and a fourth A/D converter and a third and a fourth I/Q demodulator.
  • the third A/D converter is designed to digitize second time-varying measured values for the current, with the third I/Q demodulator being connected to the output of the third A/D converter.
  • the fourth A/D converter is designed to digitize second time-varying measured values for the voltage, with the fourth I/Q demodulator being connected to the output of the fourth A/D converter.
  • the respective A/D converter can also be integrated together with the respective I/Q demodulator in a common housing or in a common chip.
  • Several A/D converters can also be integrated on one chip or in one housing.
  • the A/D converters can in particular be operated synchronously. In this way, the phase relationship can be determined very precisely.
  • the I/Q demodulation can take place in time division multiplex.
  • the plasma ignition detection device is designed to set the clock rate of the third and fourth A/D converters such that: a) a fundamental oscillation of an HF generator and a second harmonic of the HF generator, the second harmonic of the HF Generator is mirrored at the Nyqu actual frequency of the third and fourth A/D converters; or b) a fundamental oscillation of an HF generator, a second harmonic of the HF generator and a third harmonic of the HF generator, the second and the third harmonic of the RF generator is mirrored at the Nyquist frequency of the third and fourth A/D converters; are spaced apart by a predetermined or maximum frequency range below the Nyquist frequency.
  • the fundamental vibration can already be in the second Nyquist zone and the harmonic ones can then be in different zones.
  • This very efficient procedure makes it possible for an A/D converter, which is operated with a clock of 50 MHz, for example, to be used to digitize signals whose frequency is above 25 MHz.
  • the fundamental oscillation first harmonic
  • the Nyquist frequency can be selected such that the signals mentioned are as far apart as possible in order to be detected by using appropriate filters. This means that expensive A/D converters are not necessary.
  • the plasma ignition detection device is designed to set a frequency of the local oscillator of the first and second I/Q demodulators and/or the third and fourth I/Q demodulators to a frequency of the HF generator.
  • the plasma ignition detection device comprises: a) a fifth and a sixth I/Q demodulator; or b) a fifth, a sixth, a seventh and an eighth I/Q demodulator.
  • the output of the third A/D converter is with: a) the fifth I/Q demodulator; or b) connected to the fifth and seventh I/Q demodulator.
  • the output of the fourth A/D converter is with: a) the sixth I/Q demodulator; or b) connected to the sixth and eighth I/Q demodulators.
  • the plasma ignition detection device is designed to set a frequency of the local oscillators: a) the fifth and sixth I/Q demodulators to a double frequency of an RF generator; or b) the fifth and sixth I/Q demodulators to be set to twice the frequency of an HF generator and the seventh and eighth I/Q demodulators to be set to three times the frequency of the HF generator. This makes it possible for the first harmonic or the first and second harmonics for current and voltage to be detected accordingly.
  • the plasma ignition detection device comprises a signal processing device.
  • the I/Q outputs of the respective I/Q demodulators are connected to the signal processing device.
  • the signal processing device is designed to carry out one or more of the following operations: a) signal filtering; b) downsampling; c) Error correction.
  • Downsampling here refers in particular to downclocking, i.e. a deliberate reduction in clock speed and the associated data reduction.
  • Error correction here means, for example, the correction of amplitude/phase errors and crosstalk.
  • the signal processing device is further designed to generate complex values for voltage and current. It is particularly advantageous here that the signal processing device outputs complex values for the respective voltage and the respective current. This means that the corresponding phase angles are available.
  • the voltage sensor of the first measuring unit is a capacitive voltage divider, with a first capacitance being provided by an electrically conductive one Ring or cylinder is formed, through which an HF line can be guided between an HF generator and the impedance matching circuit.
  • the current sensor of the first measuring unit is a coil that is arranged around the conductive ring or cylinder.
  • the voltage sensor of the second measuring unit is a capacitive voltage divider, with a first capacitance being formed by an electrically conductive ring or cylinder through which an HF line can be routed between the impedance matching circuit and a consumer (in the plasma chamber). .
  • the current sensor of the second measuring unit is a coil that is arranged around the conductive ring or cylinder.
  • exactly one end face of the voltage sensor of the first and/or second measuring unit, which is designed as a conductive ring or cylinder, is grounded.
  • the coil of the current sensor of the first and/or second measuring unit is a Rogowski coil. This allows particularly accurate measured values to be achieved.
  • the first time-varying variable is a peak value or an average value over a large number of determined first time-varying variables.
  • the second time-varying variable is a peak value or an average value over a large number of determined second time-varying variables. This results in a smoothing of the recorded time-varying measured values.
  • the plasma ignition detection device is designed to continuously calculate new values for the first time-varying quantity and the second time-varying quantity using new first time-varying measured values and new second time-varying values. Depending on these new values for the first and second time-varying variables, a current output signal is then continuously generated. This calculation occurs more than 1 time, 10 times, 100 times, 1000 times, 10000 times or more than 100000 times per second.
  • the plasma ignition detection device is designed to generate a plurality of first time-varying measured values and/or second time-varying values in order to obtain the first time-varying variable from the averaged first time-varying measured values and the second time-varying variable from the averaged second time-varying values to calculate.
  • the plasma ignition detection device is also designed to average multiple values for the first time-varying variable and multiple values for the second time-varying variable, depending on this Result to generate the output signal.
  • This “averaging” preferably takes place over a longer period of time, for example over a period of 5 samples or more, in particular 10 samples or more. This is because adjusting the capacitances (for example using variable capacitors) always takes a certain amount of time. Instant adjustment is usually not possible. This means that ignition can be detected before, for example, the motors have even started to change the capacity. Or while you are driving to see at which impedance/engine position the ignition took place. For example, this position can be defined as the new starting position for the next process start.
  • the plasma generation system has the plasma ignition detection device. It also includes an impedance matching circuit, wherein the first predetermined location is a region of the RF input of the impedance matching circuit and wherein the second location is a region of the RF output of the impedance matching circuit.
  • the plasma generation system includes at least one HF generator and at least one consumer in the form of a plasma chamber. The HF generator can then be connected in particular to the HF input of the impedance matching circuit.
  • a line length between the HF generator and the HF input of the impedance matching circuit can in particular be at least a factor of 2, 3, 4, 5, 6, 7 or at least a factor of 8 longer than the line length between the HF output of the impedance matching circuit and at least one consumer.
  • the plasma generation system includes a display device, preferably in the form of a screen.
  • the plasma ignition detection device is designed to display the output signal on the display device. In particular, an output that describes the plasma state is visualized.
  • the display device could also be a lamp system, with, for example, a green lamp visualizing a desired plasma state and a red lamp visualizing an undesirable plasma state.
  • the plasma ignition detection device is designed to output an output signal to the HF generator and/or to the impedance matching circuit and/or to a higher-level controller in the event that there is no desired plasma state, for which a desired one was used in the past Plasma state was created. In this case, output signals for which a desired plasma state has been established can be stored.
  • the plasma generation system comprises an optical device which is arranged in the plasma chamber and is designed to detect the plasma state.
  • the plasma ignition detection device is designed to also generate the output signal depending on the detected plasma state. This means that there is another control instance with the help of which the actual state of the plasma can be recorded.
  • Such a device can also be used advantageously for training by providing feedback about the state of the plasma, for example 'good', 'bad', 'ignited', unignited', etc. A statistical evaluation can be provided in further training.
  • state 1 can be 'unignited'
  • state 2 can be 'ignited'.
  • Additional states can be recognized. This could, for example, be several different 'good' and/or 'ignited' states for different process steps. Additionally or alternatively, other 'poor' and/or 'unignited' and/or 'poorly ignited, insufficient plasma formation' conditions could have been detected. While the process is running, you could then output which of these states you are in.
  • the assignment to one of these states could be determined and output in the form of a probability and, for example, transferred to a higher-level controller.
  • the higher-level controller can be connected to cloud-based storage or cloud-based data processing.
  • cloud-based is meant here a storage or data processing device, in particular a locally remote, preferably anonymized one, in which in particular user ratings from more than one, advantageously from several tens, hundreds or several thousand different users are stored. This allows different users to contribute to the optimization of the process, regardless of the production location. It has been recognized that the methods described are resoundingly successful, i.e. assignment information with the correct assignment with the highest probability is only obtained when there are tens of thousands, in particular several hundred thousand, user reviews -were read.
  • FIG. 1 A block diagram illustrating an exemplary computing environment in accordance with the present disclosure.
  • FIG. 1 A block diagram illustrating an exemplary computing environment in accordance with the present disclosure.
  • FIG. 1 A block diagram illustrating an exemplary computing environment in accordance with the present disclosure.
  • FIG. 1 A block diagram illustrating an exemplary computing environment in accordance with the present disclosure.
  • FIG. 1 A block diagram illustrating an exemplary computing environment in accordance with the present disclosure.
  • FIG. 1 an exemplary embodiment of a plasma generation system which includes an HF generator, an impedance matching circuit, a plasma ignition detection device and a plasma chamber;
  • Figures 2A, 2B, 2C various exemplary embodiments of the impedance matching circuit;
  • Figure 3 various exemplary embodiments of a first and/or second measuring unit for measuring a voltage and a current without contact;
  • Figure 4 another view of the first and/or second measuring unit;
  • Figures 5A, 5B two exemplary embodiments for digitizing voltage and current and resolving the phase relationship between voltage and current;
  • Figure 6 a diagram from which it can be seen that a high efficiency is an indication of a desired plasma state;
  • Figure 7 a diagram from which it can be seen that low efficiency is an indication of an undesirable plasma state.
  • FIG. 1 shows a plasma generation system 100, which is used, among other things, for the surface treatment of workpieces.
  • the plasma generation system 100 includes a plasma ignition detection device 1, an impedance matching circuit 50, an RF generator 60 and a plasma chamber 70 (consumer).
  • the HF generator 60 is electrically connected to the impedance matching circuit 50. This is done via a first line 2a, which is preferably a first coaxial cable 2a.
  • the first line 2a is connected to an output 60a of the HF generator 60 and to an input 50a of the impedance matching circuit 50.
  • the impedance matching circuit 50 is further electrically connected to the plasma chamber 70. This is preferably done via a second line 2b, which is preferably a second coaxial piece.
  • the second line 2b has an output 50b Impedance matching circuit 50 and connected to an input of the plasma chamber 70.
  • the second line 2b is preferably connected to an electrode within the plasma chamber 70.
  • the second line 2b is often very short, often coaxial, but rather not designed as a cable.
  • the first line 2a is longer than the second line 2b.
  • the first line 2a is longer than the second line 2b by a factor of 2, 3, 4, 5, 6, 7 or at least a factor of 8.
  • the plasma generation system 100 preferably includes a display device 80, which is preferably a screen.
  • the plasma chamber 70 can be viewed as a consumer.
  • one or more electrodes 3 can be provided in the plasma chamber 70, for example, at least one of which is connected to the second line 2b.
  • the plasma generation system 100 preferably also includes an optical device 90.
  • the optical device 90 is further preferably arranged in the plasma chamber 70 and designed to visually detect the plasma 4 and thus the plasma state.
  • the optical device 90 can be, for example, an optical conductor such as a glass fiber. Although cameras can be used, they are often omitted for cost reasons. Lenses and other protective glasses can quickly become cloudy due to the plasma 4.
  • the plasma ignition detection device 1 and the impedance matching circuit 50 will be explained below.
  • the plasma ignition detection device 1 comprises a first measuring unit 5 and a second measuring unit 6.
  • the first measuring unit 5 is designed to determine first time-varying measured values at a first predetermined location of the impedance matching circuit 50, this determination being carried out by a physical measurement.
  • the first predetermined location is in particular the input 50a of the impedance matching circuit 50.
  • the second measuring unit 6 is designed to determine second time-varying values. This determination takes place at a second specified location.
  • These second time-varying values can be second time-varying Trade metrics. This is the case if the determination is also carried out using a physical measurement. Alternatively, the determination can also be carried out by a calculation based on a physical model of the impedance matching circuit 50.
  • the physical model contains current sizes of the impedance matching circuit 50.
  • a measuring unit 5, 6 that measures real variables is also referred to as a real measuring unit 5, 6.
  • a measuring unit 5, 6, which determines corresponding values by calculation using a physical model, is also referred to as a virtual measuring unit 5, 6.
  • the plasma ignition detection device 1 preferably comprises a processing unit 7, which is preferably a processor (for example digital signal processor (DSP) or microcontroller) and/or FPGA (Field Programmable Gate Array). Communication with the first and second measuring units 5, 6 within the plasma ignition detection device 1 takes place via this processing unit 7. Via this processing unit 7, the plasma ignition detection device 1 can also communicate with the HF generator 60, the impedance matching circuit 50, the display device 80, a higher-level controller 81 and/or the optical device 90. The plasma ignition detection device 1 is designed to process first time-varying measured values. These first time-varying measured values can be determined, for example, by the first measuring unit 5 at the first point.
  • DSP digital signal processor
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • the plasma ignition detection device 1 is further designed to process second time-varying values. These second time-varying values can be determined, for example, by the second measuring unit 6 at the second location. With the help of these second time-varying values, a second reactive and/or active power should be able to be determined. Furthermore, the plasma ignition detection device 1 should be designed to determine a first time-varying variable from the first measured values and a second time-varying variable from the second values. Ultimately, the plasma ignition detection device 1 should be designed to generate an output signal depending on the first and second time-varying variables, which in particular describes a plasma state of the plasma 4 in the plasma chamber 70.
  • the output signal can, for example, be a control command for controlling the impedance matching circuit 50.
  • This control command can specify how the values of the adjustable or adjustable components such as capacitors, for example in the form of variable capacitors, should be changed.
  • the control command can contain the information that capacitor 1 should be increased in capacity and capacitor 2 should be reduced in capacity or should assume a certain value.
  • the output signal can contain a control command for controlling the HF generator 60. This control command can indicate that the HF generator 60 should be switched off. Additionally or alternatively, the control command can instruct the HF generator 60 to change its frequency and/or its output power. Additionally or alternatively, the output signal can include an output message, which is displayed by the display device 80.
  • the plasma ignition detection device 1 preferably comprises a memory device 8.
  • the memory device 8 can be part of the processing unit 7 or separate from it, the memory device 8 being designed to exchange data with the processing unit 7.
  • this memory device 8 there are control commands for the impedance matching circuit 50 and/or for various first and second time-varying variables and/or first and second reactive and/or active powers and/or ratios of first and second reactive and/or active powers stored for the HF generator 60.
  • the plasma ignition detection device 1 is then designed to use the current first and second time-varying variables and/or based on the current first and second reactive and/or active powers and/or based on the ratios of current first and second reactive powers.
  • This can ensure, in particular with a further data processing unit designed to carry out the steps described above, that the plasma generation system 100 can be quickly brought into the desired (operating) state.
  • the efficiency can be determined independently of the absolute input power or output power. By forming the ratio, this works advantageously not only in certain operating states, but in a wide range of values.
  • the plasma ignition detection device 1 it would also be conceivable for the plasma ignition detection device 1 to have an AI module 9.
  • the AI module 9 can be part of the processing unit 7 or separate from it.
  • the AI module 9 is preferably designed to exchange data with the processing unit 7.
  • the AI module 9 is preferably trained by the manufacturer to use the first and second time-varying variables and / or to use the first and second reactive and / or active powers and / or to use ratios of first and second reactive and / or or active powers to generate the control command for the impedance matching circuit 50 and/or the HF generator 60.
  • the plasma ignition detection device 1 is then designed to transmit the generated control command to the impedance matching circuit 50 and/or the HF generator 60.
  • the AI module 9 preferably includes several input nodes. These are part of an input layer. The input nodes can be supplied with the first time-varying measured values, which are determined at the first predetermined location by the first measuring unit 5.
  • the first time-varying variable can also be supplied to the input nodes.
  • the input nodes continue to be supplied with the second time-varying values, which are determined at the second predetermined location by the second measuring unit 6.
  • the second time-varying variable can also be supplied to the input nodes.
  • the first time-varying measured values can be a current and a voltage or the power of a wave running into and out of the first location.
  • the second time-varying values can be a current and a voltage or the power of a wave going into and out of the second location.
  • the input nodes can also be supplied with a value for the power that flows into the first digit and the flows out of the second place. As described above, a statistical evaluation can be provided here.
  • the AI module 9 preferably also includes one or more output nodes. These are part of an output layer. Such output nodes indicate, for example, how the values of the adjustable or adjustable components such as capacitors, for example in the form of variable capacitors, should be changed. In the simplest case, node 1 is mapped to capacitor 1 and node 2 to capacitor 2. Depending on the value of the node, a certain capacity should be set or the capacity should be increased or decreased. Thus, there may be a node for each adjustable element in the impedance matching circuit 50.
  • the AI module 9 preferably also includes one or more intermediate layers (hidden layers) via which the input nodes are connected to the output nodes.
  • Each intermediate layer can contain the same number of nodes. The number of nodes in each intermediate layer may also differ from each other. In principle, it is conceivable that every node of the input layer is connected to every node of the first intermediate layer (the intermediate layer that is located closest to the input layer).
  • the AI module 9 can be trained using “supervised learning” based on recorded data.
  • the optical device 90 can provide feedback about the state of the plasma.
  • first time-varying measured values and second time-varying values from existing installations of a plasma generation system 100 can be used in addition to the set and verified plasma state and/or in addition to the control commands generated for the HF generator 60 and/or the impedance matching circuit 50 to train the AI module 9 accordingly.
  • the plasma ignition detection device 1 is designed in particular to link the first time-varying variable and the second time-varying variable to one another via at least one mathematical operation. Additionally or alternatively, the first reactive and/or active power and the second reactive and/or active power can also be linked to one another via at least one mathematical operation. The output signal can then be generated depending on the respective result.
  • the plasma ignition detection device 1 is preferably designed to divide the second reactive and/or active power by the first reactive and/or active power (a possible mathematical operation) in order to thereby calculate an efficiency.
  • the output signal is then generated depending on the efficiency. It is assumed here that the second reactive and/or active power is determined closer to the output 50b or at the output 50b of the impedance matching circuit 50 and the first reactive and/or active power is determined closer to the input 50a or at the input 50a of the impedance matching circuit 50 becomes. If this were the other way around, the first reactive and/or active power would have to be divided by the second reactive and/or active power. More preferably, the plasma ignition detection device 1 is designed to generate the output signal only when the first time-varying variable and/or the first reactive and/or active power exceeds a threshold value. Additionally or alternatively, this also applies to the fact that the second time-varying variable and/or the second reactive and/or active power should exceed a threshold value.
  • the first time-varying variable is preferably a reactive power or an active power and more preferably the second time-varying variable is a reactive power or an active power.
  • the reactive power or the active power for the first and/or second digit could then be supplied to the AI module 9 at its input node.
  • the first location may be in a region of an RF input 50a of the impedance matching circuit 50 and the second location may be located in a region of an RF output 50b of the impedance matching circuit 50. This can also be the other way around.
  • FIG. 2A shows various exemplary embodiments of the impedance matching circuit 50.
  • the impedance matching circuit 50 is L-shaped.
  • impedance matching circuit 50 is T-shaped.
  • the input 50a of the impedance matching circuit 50 is connected in FIG. 2A to a first coil 10 (first inductance) and to a second coil 11 (second inductance).
  • the first and second coils 10, 11 have their first connection connected to a common node and thus to the input 50a of the impedance matching circuit 50.
  • the first coil 10 is connected to a reference ground via a first capacitor 12 (first capacitance).
  • the second coil 11 is connected to the output 50b via a second capacitor 13 (second capacitance).
  • the first and second capacitors 12, 13 are adjustable components, in particular in the form of variable capacitors, whose capacity can be changed using stepper motors. In particular, the plate spacing of the first and second capacitors 12, 13 can be changed.
  • the plasma ignition detection device 1 is designed to control the respective stepper motors accordingly.
  • electronically variable capacitances for example capacitor arrays that can be switched on and off, can be used to adjust the capacitor values.
  • the processing unit 7 can carry out the control.
  • the capacities of the first and second capacitors 12, 13 can be adjusted independently of one another.
  • impedance matching circuit 50 is free of further components.
  • the position of the first coil 10 and the first capacitor 12 can also be swapped.
  • the first capacitor 12 is arranged at the input 50a of the impedance matching circuit 50 and the first coil 10 is arranged at the reference ground. Additionally or alternatively, the position of the second coil 11 and the second capacitor 13 can also be swapped. In this case, the second capacitor 13 is arranged at the input 50a of the impedance matching circuit 50 and the second coil 11 is arranged at the reference ground.
  • the input 50a of the impedance matching circuit 50 is connected to the first capacitor 12 (first capacitance) in FIG. 2B.
  • the first capacitor 12 is connected to both the first coil 10 (first inductance) and the second coil 11 (second inductance). This is done via a common node, to which both the first capacitor 12 and the first and second coils 10, 11 are connected.
  • each impedance matching circuit 50 can be described as a series of two-ports 501 to 505.
  • a two-port is a model for an electrical component or an electrical network with four connections, in which two connections are combined to form a so-called gate.
  • a gate exists when the electrical current through both connections of a gate is equal, ie the gate condition is fulfilled.
  • a two-port is a special form of a general four-port. A maximum of one variable component is arranged in each two-port, but a variable component does not have to be arranged in every two-port.
  • the first two-port 501 is a readjustment without a variable element.
  • the second gate 502 following this has a first variable element, for example the first capacitor 12 from FIG. 2A or 2B.
  • the second gate 503 following this is an intermediate adjustment without a variable element.
  • the subsequent two-port 504 has a second variable element, for example the second capacitor 13 from FIG. 2A or 2B.
  • the subsequent two-port 505 is a pre-adjustment without a variable element.
  • Each of the two gates does not have to be present.
  • Figure 3 shows an exemplary embodiment of a possible structure of the first and/or second measuring unit 5, 6.
  • the first and/or second measuring unit 5, 6 are designed to measure a voltage without contact and a current without contact.
  • the first or second measuring unit 5, 6 comprises a current sensor 15 and a voltage sensor 16.
  • the first and second time-varying measured values are therefore a current and a voltage.
  • the phase relationship is still preferably measured. Therefore, the first and second time-varying measurements are complex current and a complex voltage.
  • the current sensor 15 of the first and/or second measuring unit 5, 6 is a coil, in particular in the form of a Rogowski coil. Both ends of the coil are preferably connected to one another via a shunt resistor 17. The voltage that drops across the shunt resistor 17 can be digitized using a first A/D converter 18.
  • the voltage sensor 16 of the first and/or second measuring unit 5, 6 is preferably constructed as a capacitive voltage divider.
  • a first capacitance 19 is formed by an electrically conductive ring 19.
  • An electrically conductive cylinder could also be used.
  • the corresponding first or second line 2a, 2b is guided through this electrically conductive ring 19.
  • a second capacitance 20 of the voltage sensor 16 constructed as a voltage divider is connected to the reference ground.
  • a second A/D converter 21 is connected in parallel to the second capacitance 20 and is designed to detect and digitize the voltage that drops across the second capacitance 20.
  • the first measuring unit 5 and the second measuring unit 6 can also be arranged or constructed on a (common) circuit board.
  • the first capacitance 19 can be formed by a coating on a first and an opposite second side of the circuit board.
  • the coatings on the first and second sides are electrically connected to one another via plated-through holes.
  • the first or second line 2a, 2b is passed through an opening in the circuit board.
  • the second capacitance 20 can be formed by a discrete component.
  • the current sensor 15 in the form of the coil, in particular in the form of the Rogowski coil, is further apart from the first or second line 2a, 2b than the first capacitance 19.
  • the coil can also be formed on the same circuit board by appropriate coatings as well as plated-through holes be.
  • the coil for current measurement and the first capacitance for voltage measurement preferably run through a common plane.
  • the shunt resistor 17 can also be arranged on this circuit board. Nothing else applies to the first and/or second A/D converter 18, 21.
  • Figure 4 shows another view of Figure 3, in particular in the form of a partial sectional view through the first or second line 2a, 2b, the first capacitance 19 and the current sensor 15 in the form of the coil, in particular in the form of the Rogowski coil.
  • the coil is bent around the annular first capacitance 19.
  • the coil is galvanically isolated from the first capacitor 19.
  • the coil comprises a spiral winding (preferably color-insulated) and is placed around the outer jacket of the annular first capacitance 19. A second end of this winding is guided through the receiving space spanned by the winding so that it exits at the first end of the winding.
  • the coil is preferably wound around the annular first capacitance 19 by more than 270°.
  • first and/or second measuring unit 5, 6 could comprise a directional coupler.
  • the first time-varying measured values (recorded at the first point) are powers of the incoming and outgoing wave (into the first place) and the second time-varying measured values (recorded at the second point) are powers of the outgoing and incoming wave (in the second place).
  • the plasma ignition detection device 1 is designed to subtract the power of the outgoing wave from the power of the incoming wave in order to thereby calculate the first time-varying quantity.
  • the plasma ignition detection device 1 is designed to subtract the power of the incoming wave from the power of the outgoing wave in order to thereby calculate the second time-varying variable.
  • a mixed structure can also be present.
  • the first measuring unit 5 can therefore include a current sensor 15 and a voltage sensor 16 and the second measuring unit 6 can include a directional coupler. The reverse would also be conceivable.
  • one of the two measuring units 5, 6 can also be a virtual measuring unit, so that the time-varying measured values or the The time-varying quantity calculated accordingly is not measured, but is calculated based on a physical model of the impedance matching circuit 50 and the time-varying measured values or the time-varying quantity of the other (real) measuring unit 5, 6 calculated therefrom.
  • Figure 5A shows an exemplary embodiment for digitizing time-varying measured values for a current and a voltage and for resolving the phase relationship between current and voltage.
  • the time-varying measured values for the current are preferably filtered via a first filter 22.
  • the first filter 22 is a bandpass. There is such a first filter 22 to filter time-varying measured values for the voltage and there is such a filter 22 to filter time-varying measured values for the current. Other filter types (e.g. low pass) would also be conceivable.
  • the filtered current signal is then digitized by the first A/D converter 18.
  • the digitized time-varying measured values for the current that the first A/D converter 18 outputs are fed to a first I/Q demodulator 23, which outputs an I/Q signal for the digitized time-varying measured values for the current.
  • the digitized time-varying measured values for the voltage that the second A/D converter 21 outputs are fed to a second I/Q demodulator 24, which outputs an I/Q signal for the digitized time-varying measured values for the voltage.
  • the first A/D converter 18 and the first I/Q demodulator 23 can be integrated in a common chip. The same can also apply to the second A/D converter 21 and the second I/Q demodulator 24.
  • the frequency of the first and second I/Q demodulators 23, 24 is preferably set to the frequency of the RF generator 60.
  • the plasma ignition detection device 1 also includes a signal processing device 25.
  • the outputs of the first and second I/Q demodulators 23, 24 are connected to this signal processing device 25.
  • the signal processing device 25 is designed to carry out one or more of the following operations: signal filtering, downsampling and error correction.
  • the Signal processing device 25 is further designed to generate complex values for voltage and current.
  • the structures shown in Figure 5A can be part of the respective first or second measuring unit 5, 6. These are preferably part of the first measuring unit 5, with the first measuring unit 5 detecting a current and a voltage at the first point (at the input 50a of the impedance matching circuit 50).
  • the signal processing device 25 can be formed by the processing unit 7.
  • the signal processing device 25 can also be arranged separately from the processing unit 7.
  • the first and second I/Q demodulators 23, 24 can also be part of the signal processing device 25 or the processing unit 7.
  • the plasma ignition detection device 1 is designed to calculate the first active power from the (in this case) first time-varying measured values as follows:
  • the plasma ignition detection device 1 could also calculate the first reactive power from these first time-varying measured values as follows:
  • the active power or reactive power is then the first time-varying variable.
  • the plasma ignition detection device 1 is designed to continuously calculate new values for the first time-varying variable using new, first time-varying measured values.
  • 5B shows a further exemplary embodiment for digitizing time-varying measured values for a current and a voltage and for resolving the phase relationship between current and voltage. This exemplary embodiment shows how the second time-varying measured values are recorded.
  • These second time-varying measured values are preferably a current and a voltage that are determined at the second point (output 50b of the impedance matching circuit 50).
  • the time-varying measured values for the current (analog current signal), which cause a voltage drop across the shunt resistor 17, for example, or the time-varying measured values for the voltage (analog voltage signal), which across the second capacitance 20 of the voltage sensor designed as a voltage divider 16 drops are preferably each via a second filter 26 filtered.
  • the second filter 26 is a bandpass. Other filter types (e.g. low pass) would also be conceivable.
  • the filtered current signal is then digitized by a third A/D converter 27.
  • the digitized time-varying measured values for the current that the third A/D converter 27 outputs are fed to a third I/Q demodulator 29, which outputs an I/Q signal for the digitized time-varying measured values for the current.
  • the digitized time-varying measured values for the voltage that the fourth A/D converter 28 outputs are fed to a fourth I/Q demodulator 30, which outputs an I/Q signal for the digitized time-varying measured values for the voltage.
  • the third A/D converter 27 and the third I/Q demodulator 29 can be integrated in a common chip. The same can also apply to the fourth A/D converter 28 and the fourth I/Q demodulator 30.
  • the frequency of the third and fourth I/Q demodulators 29, 30 is preferably set to the frequency of the RF generator 60.
  • the outputs of the third and fourth I/Q demodulators 29, 30 are connected to the signal processing device 25.
  • the signal processing device 25 is designed to carry out one or more of the following operations: signal filtering, downsampling and error correction.
  • the signal processing device 25 is further designed to generate complex values for voltage and current. These are the second time-varying measured values.
  • the plasma ignition detection device 1 is designed to calculate the second active power from the (in this case) second time-varying measured values as follows:
  • the plasma ignition detection device 1 could also calculate the second reactive power from these second time-varying measured values as follows:
  • the active power or reactive power is then the second time-varying variable.
  • the plasma ignition detection device 1 is designed to continuously calculate new values for the second time-varying variable using new, second time-varying measured values.
  • the second harmonic (first harmonic) and optionally the third harmonic (second harmonic) of the current and the voltage of the second time-varying measured values are also determined.
  • the plasma ignition detection device 1 includes a fifth and a sixth I/Q demodulator 31, 32 and optionally a seventh and an eighth I/Q demodulator 33, 34.
  • the output of the third A/D converter 27 is with the fifth I/Q demodulator 31 and optionally connected to the seventh I/Q demodulator 33.
  • the output of the fourth A/D converter 28 is connected to the sixth I/Q demodulator 32 and optionally to the eighth I/Q demodulator 34.
  • the frequency of the fifth and sixth I/Q demodulators 31, 32 is preferably set to twice the frequency of the HF generator 60.
  • the frequency of the optional seventh and optional eighth I/Q demodulators 33, 34 is preferably set to three times the frequency of the RF generator 60.
  • the outputs of the fifth, sixth and optionally seventh and optionally eighth I/Q demodulators 31, 32, 33, 34 are connected to the signal processing device 25.
  • the signal processing device 25 is designed to perform one or more of the following operations: signal filtering, downsampling and error correction.
  • the signal processing device 25 is further designed to generate complex values for the second harmonic and optionally the third harmonic for current and voltage. These values are then preferably added to the respective values for current and voltage of the first harmonic (fundamental wave).
  • the plasma ignition detection device 1 is designed to adjust the clock rate of the third and fourth A/D converters 27, 28 such that a fundamental oscillation of the HF generator 60 and a second harmonic (first harmonic) of the HF generator 60 and optionally a third harmonic (second harmonic) of the HF generator 60, the second harmonic of the HF generator 60 and the optional third harmonic of the HF generator 60 being mirrored at the Nyquist frequency of the third and fourth A/D converters 27, 28 is, are spaced apart from each other by a predetermined or maximum frequency range below the Nyquist frequency.
  • the signal processing device 25 makes it possible for the signal processing device 25 to separate the respective signals (fundamental wave, mirrored second harmonic and optionally mirrored third harmonic for current and voltage) from one another. This allows the second harmonic and the optional third harmonic to be analyzed independently of one another and independently of the basic shrinkage, which makes more precise conclusions about the plasma state of the plasma 4 possible.
  • the A/D converters 18 and 21 in FIG. 5A and 27, 28 in FIG. 5B preferably run synchronously, that is, they are connected to a synchronizing clock signal 51, for example.
  • the plasma ignition detection device 1 is also designed to calculate the second harmonic (first harmonic) and the optional third harmonic (second harmonic) of the second reactive and/or active power.
  • the plasma ignition detection device 1 is designed to average a plurality of first time-varying measured values and/or second time-varying (measured) values in order to obtain the first time-varying variable from the averaged first time-varying measured values and to obtain the first time-varying variable from the averaged second time-varying (measured) values. to calculate the second time-varying quantity from measurement values. Additionally or alternatively, the plasma ignition detection device 1 is designed to average several values for the first time-varying variable and several values for the second time-varying variable in order to generate the output signal depending on these.
  • the first and/or second time-varying variable is a peak value or an average value over a plurality of determined first and/or second time-varying variables.
  • the plasma ignition detection device 1 is designed to continuously generate new values for the first time-varying variable and the second time-varying variable with new first time-varying measured values and new second time-varying (measured) values to calculate a time-varying quantity in order to generate a new output signal depending on these new values.
  • Figure 6 shows a diagram from which it can be seen that high efficiency is an indication of a desired plasma state. In this case the plasma 4 is ignited. It is shown that from a certain point in time the input power Pin increases. This is due to the fact that the HF generator 60 outputs a corresponding output signal with a specific frequency f0. The input power P in is measured at the first point, i.e. at the input 50a of the impedance matching circuit 50.
  • the output power Pout also increases.
  • the output power Pout is measured at the second point, i.e. at the output 50b of the impedance matching circuit 50.
  • the efficiency is above a certain threshold value, so that it can be assumed that the plasma 4 has been ignited. This is confirmed by the optical device 90 (“ignition”).
  • Figure 7, shows a diagram from which it can be seen that low efficiency is an indication of an undesirable plasma state. In this case the plasma 4 is not ignited.
  • the efficiency is lower than in the diagram from Figure 6.
  • the output power Pout is also lower than the output power from the diagram from Figure 6.
  • the optical device 90 does not detect ignition of the plasma 4 in this case.
  • the plasma 4 is not in a desired state if the efficiency is below a first threshold value. If the efficiency is above a second threshold value, it can be said with high probability that the plasma 4 is in a desired state.
  • the first and second threshold values can be identical.
  • the second threshold value can also be above the first threshold value, so that no clear statement can be made about the plasma 4 for a range between the first and the second threshold value and, for example, more first time-varying measured values and more second time-varying (measured) values are collected would have to be.
  • the second harmonic and the optional third harmonic could be evaluated with increased intensity.
  • the invention is not limited to the exemplary embodiments described. Within the scope of the invention, all features described and/or drawn can be combined with one another in any way.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

Eine Plasmazünderkennungsvorrichtung (1) zum Anschluss an eine Impedanzanpassungsschaltung (50) für ein Plasmaerzeugungssystem (100), wobei die Plasmazünderkennungsvorrichtung (1) ausgebildet ist: a) zur Verarbeitung von ersten zeitveränderlichen Messwerten, aus einer ersten vorgegebenen Stelle der Impedanzanpassungsschaltung (50), wobei aus diesen ersten zeitveränderlichen Messwerten die anliegende erste Blind und/oder Wirkleistung ermittelbar ist; b) zur Verarbeitung von zweiten zeitveränderlichen Werten, die in Zusammenhang mit einer zweiten Stelle der Impedanzanpassungsschaltung (50) stehen, wobei die zweite Stelle von der ersten vorgebebenen Stelle verschieden ist, wobei aus diesen zweiten Werten die anliegende zweite Blind- und/oder Wirkleistung ermittelbar ist; c) zur Ermittlung einer ersten zeitveränderlichen Größe aus den ersten Messwerten; d) zur Ermittlung einer zweiten zeitveränderlichen Größe aus den zweiten Werten; e) um in Abhängigkeit der ersten und zweiten zeitveränderlichen Größe ein Ausgabesignal zu erzeugen, das ein Plasmazustand beschreibt.

Description

Plasmazünderkennungsvorrichtung zum Anschluss an eine Impedanzan- passungsschaltung für ein Plasmaerzeugungssystem Die Erfindung betrifft eine Plasmazünderkennungsvorrichtung zum Anschluss an eine Impedanzanpassungsschaltung für ein Plasmaerzeugungssystem und ein Plas- maerzeugungssystem mit einer solchen Plasmazünderkennungsvorrichtung. Die Oberflächenbehandlung von Werkstücken mit Hilfe von Plasma sowie Gaslaser sind industrielle Verfahren, bei denen insbesondere in einer Plasmakammer, ein Plasma mit Gleichstrom oder mit einem hochfrequenten Wechselsignal mit einer Arbeitsfrequenz im Bereich von einigen 10 kHz bis in den GHz-Bereich erzeugt wird. Die Plasmakammer wird über weitere elektronische Bauteile, wie Spulen, Konden- satoren, Leitungen oder Transformatoren, an einen Hochfrequenzgenerator (HF- Generator) angeschlossen. Diese weiteren Bauteile können Schwingkreise, Filter oder Impedanzanpassungsschaltungen darstellen. Bei einem Plasmaprozess besteht häufig das Problem, dass die elektrische Lastim- pedanz der Plasmakammer (des Plasmas = Verbraucher), die während des Prozes- ses auftritt, von den Zuständen in der Plasmakammer abhängt und stark variieren kann. Insbesondere gehen die Eigenschaften von Werkstück, Elektroden und Gas- verhältnissen ein. Hochfrequenzgeneratoren weisen einen eingeschränkten Arbeitsbereich bezüglich der Impedanz der angeschlossenen elektrischen Last (= Verbraucher) auf. Verlässt die Lastimpedanz einen zulässigen Bereich, kann es zu einer Beschädigung oder gar Zerstörung des HF-Generators kommen. Aus diesem Grund ist in der Regel eine Impedanzanpassungsschaltung (Matchbox) erforderlich, die die Impedanz der Last auf eine Nennimpedanz des Generatoraus- gangs (häufig 50 Ohm) transformiert. Bei Fehlanpassung kann nicht die volle Ge- neratorleistung an die Last geliefert werden. Stattdessen wird ein Teil der Leistung reflektiert. Im Bereich der Nennimpedanz gibt es einen Impedanzbereich, also einen Bereich transformierter Lastimpedanzen, in dem der Generator stabil arbeitet und nicht beschädigt wird. Ist die transformierte Lastimpedanz außerhalb dieses Nenn- impedanzbereichs, so kann es aufgrund reflektierter Leistung zu Beschädigungen und Instabilitäten des Generators kommen. Es sind unterschiedliche Impedanzanpassungsschaltungen bekannt. Entweder sind die Impedanzanpassungsschaltungen fest eingestellt und haben eine vorgegebene Transformationswirkung, bestehen also aus elektrischen Bauelementen, insbeson- dere Spulen und Kondensatoren, die während des Betriebes nicht verändert wer- den. Dies ist insbesondere bei immer gleichbleibendem Betrieb, wie z. B. bei einem Gaslaser, sinnvoll. Weiterhin sind Impedanzanpassungsschaltungen bekannt, bei denen zumindest ein Teil der Bauelemente der Impedanzanpassungsschaltungen mechanisch veränderlich sind. Beispielsweise sind motorbetriebene Drehkondensa- toren bekannt, deren Kapazitätswert verändert werden kann, indem die Anordnung der Kondensatorplatten relativ zueinander verändert wird. Einem Plasma können bei grober Betrachtung drei Impedanzbereiche zugeordnet werden. Vor der Zündung liegen sehr hohe Impedanzen vor. Im Normalbetrieb, d. h. bei bestimmungsgemäßem Betrieb mit Plasma, liegen niedrigere Impedanzen vor. Bei unerwünschten lokalen Entladungen (Arcs) oder bei Plasmaschwankungen können sehr kleine Impedanzen auftreten. Außer diesen drei identifizierten Impe- danzbereichen können noch weitere Sonderzustände mit anderen zugeordneten Im- pedanzwerten auftreten. Verändert sich die Lastimpedanz schlagartig und gelangt dabei die Lastimpedanz bzw. die transformierte Lastimpedanz aus einem zulässigen Impedanzbereich, können der HF-Generator oder auch Übertragungseinrichtungen zwischen dem HF-Generator und der Plasmakammer beschädigt werden. Es gibt außerdem auch stabile Zustände des Plasmas die nicht erwünscht sind. Eine Impedanzanpassungsschaltung ist beispielsweise in der DE 10 2009001 355 A1 beschrieben. Schwierigkeiten können dennoch darin bestehen festzustellen, ob das Plasma ge- zündet ist oder nicht. Zündet das Plasma beim Einschalten des HF-Generators nicht, so kann die dabei auftretende "Kalte" Impedanz im Anpassbereich der Impedanzanpassungsschaltung (Matchbox) liegen. Die Impedanzanpassungsschal- tung passt diese Impedanz (im Wesentlichen durch Eigenverluste) an. Für den HF- Generator herrscht dennoch Anpassung. Dieses Verhalten tritt stochastisch ein und ist nur schwer zu erkennen. Es ist daher die Aufgabe eine Plasmazünderkennungsvorrichtung und ein Plasma- erzeugungssystem mit einer solchen Plasmazünderkennungsvorrichtung aufzuzei- gen, mit denen genauere Aussagen über das Plasma (gezündet, nicht gezündet, usw.) getroffen werden können und mit denen ein gewünschter Plasmazustand ein- gestellt werden kann. Die Aufgabe wird bezüglich der Plasmazünderkennungsvorrichtung durch den An- spruch 1 und bezüglich des Plasmaerzeugungssystems durch den Anspruch 27 ge- löst. In den Ansprüchen 2 bis 26 werden vorteilhafte Weiterbildungen der Plasma- zünderkennungsvorrichtung und in den Ansprüchen 28 bis 31 werden vorteilhafte Weiterbildungen des Plasmaerzeugungssystems beschrieben. Die erfindungsgemäße Plasmazünderkennungsvorrichtung dient zum Anschluss an eine Impedanzanpassungsschaltung für ein Plasmaerzeugungssystem. Die Plasma- zünderkennungsvorrichtung ist dazu ausgebildet, um erste zeitveränderliche Mess- werte zu verarbeiten. Diese ersten zeitveränderlichen Messwerte stellen anliegende physikalische Größen an einer ersten vorgegebenen Stelle der Impedanzanpas- sungsschaltung dar. Beispielsweise kann es sich bei dieser ersten vorgegebenen Stelle um einen Eingang handeln. Aus diesen ersten zeitveränderlichen Messwerten kann eine anliegende erste Blind- und/oder Wirkleistung ermittelt werden. Unter dem Wortlaut "zeitveränderliche" ist zu verstehen, dass sich die Messwerte über die Zeit ändern können. Die Plasmazünderkennungsvorrichtung ist weiterhin dazu aus- gebildet, um zweite zeitveränderliche Werte zu verarbeiten. Diese zweiten zeitver- änderlichen Werte stellen anliegende physikalische Größen an einer zweiten vorge- gebenen Stelle der Impedanzanpassungsschaltung dar. Beispielsweise kann es sich bei dieser zweiten vorgegebenen Stelle um einen Ausgang handeln. Die erste vor- gegebene Stelle und die zweite vorgegebene Stelle sind voneinander getrennt, also beabstandet. Dies bedeutet, dass noch weitere Elemente (zum Beispiel Kondensa- toren, Spulen, usw.) zwischen beiden Stellen angeordnet sind. Aus diesen zweiten zeitveränderlichen Werten kann eine anliegende zweite Blind- und/oder Wirkleis- tung ermittelt werden. Die Plasmazünderkennungsvorrichtung ist weiterhin dazu ausgebildet, um eine erste zeitveränderliche Größe aus den ersten Messwerten zu ermitteln. Die Plasmazünderkennungsvorrichtung ist auch dazu ausgebildet, um eine zweite zeitveränderliche Größe aus den zweiten Werten zu ermitteln. Die Plasmazünderkennungsvorrichtung ist weiterhin dazu ausgebildet, um in Abhängig- keit der ersten und zweiten zeitveränderlichen Größe ein Ausgabesignal zu erzeu- gen, welches bevorzugt einen Plasmazustand beschreibt. Unter dem Wortlaut "in Abhängigkeit" ist zu verstehen, dass sowohl die erste zeitveränderliche Größe als auch die zweite zeitveränderliche Größe berücksichtigt werden. Unter dem Wortlaut "beschreibt" kann beispielsweise eine Angabe gemeint sein, ob das Plasma wie ge- wünscht gezündet ist (zum Beispiel voll gezündet) oder nicht. So kann eine Angabe gemeint sein, die angibt, dass eine Bearbeitung mit dem Plasma im Gange ist, das Plasma teilweise gezündet ist, keine Bearbeitung mit dem Plasma möglich ist bzw. dass das Plasma nicht gezündet ist. Auch eine Angabe, wonach ein bestimmter Vor- gang abgeschlossen ist (zum Beispiel Ätzvorgang ist abgeschlossen) ist denkbar, weil auch hieraus auf den Zustand des Plasmas geschlossen werden kann. Aus zeit- lichen Änderungen des Ausgabesignals kann ebenfalls auf ein sich änderndes Plasma geschlossen werden, sodass diese zeitlichen Änderungen wiederum das Plasma beschreiben. Das Ausgabesignal ändert sich dabei insbesondere in Abhän- gigkeit des Plasmazustands. Es ist besonders vorteilhaft, dass zeitveränderliche Messwerte und zeitveränderliche Werte erfasst werden, aus denen eine jeweilige Blind- und/oder Wirkleistung ermit- telbar ist und dass diese Messwerte bzw. Werte dahingehend verarbeitet werden, um hieraus entsprechende zeitveränderliche Größen herzustellen. Dadurch, dass Blind- und/oder Wirkleistungen ermittelbar sind, liegt eine genaue Phasenbeziehung mit einer Genauigkeit von vorzugsweise weniger als 3°, 1°, 0,5° oder weniger als 0,2° zwischen einzelnen Größen vor, weshalb das Verhältnis der einzelnen Mess- größen bzw. Werte zueinander genauer angegeben werden kann als beim Stand der Technik. Durch diese zusätzlichen Informationen ist es mit der erfindungsgemäßen Plasmazünderkennungsvorrichtung möglich viel genauere Informationen über den aktuellen Plasmazustand zu erhalten als dies bisher möglich war. Bevorzugt ist das Ausgabesignal ein Steuerbefehl zur Ansteuerung der Impedanzan- passungsschaltung. Dadurch wird erreicht, dass der HF-Generator des Plasmaer- zeugungssystems eine Anpassung sieht. Ergänzend oder alternativ kann es sich bei dem Ausgabesignal auch um einen Steuerbefehl für den HF-Generator des Plasma- erzeugungssystems handeln. So kann über diesen Steuerbefehl der HF-Generator ein- oder ausgeschaltet werden und/oder in seiner Frequenz und/oder Leistung ge- ändert werden. Die Steuerbefehle dienen dann in erster Linie dazu, um einen ge- wünschten Plasmazustand einstellen zu können. Ergänzend oder alternativ handelt es sich bei dem Ausgabesignal um eine Ausgabemeldung, die beispielsweise auf einem Bildschirm dargestellt wird und/oder einer übergeordneten Steuerung über- geben wird. Das Bedienpersonal des Plasmaerzeugungssystems kann so über ge- wünschte und/oder ungewünschte Zustände des Plasmas in der Plasmakammer in- formiert werden. In einer Weiterbildung umfasst die Plasmazünderkennungsvorrichtung eine Spei- chereinrichtung. Bei dieser Speichereinrichtung handelt es sich vorzugsweise um einen nichtflüchtigen Speicher. In der Speichereinrichtung sind zu verschiedenen: a) ersten und zweiten zeitveränderlichen Größen; und/oder b) ersten und zweiten Blind- und/oder Wirkleistungen; und/oder c) Verhältnissen von ersten und zweiten Blind- und/oder Wirkleistungen Steuerbefehle für die Impedanzanpassungsschaltung und/oder für den HF-Genera- tor hinterlegt. Dies kann beispielsweise im Rahmen einer Look-Up Tabelle erfolgen. Die Plasmazünderkennungsvorrichtung ist dazu ausgebildet, um anhand: a) der aktuellen ersten und zweiten zeitveränderlichen Größen; und/oder b) der aktuellen ersten und zweiten Blind- und/oder Wirkleistungen; und/oder c) der Verhältnisse von aktuellen ersten und zweiten Blind- und/oder Wirkleistun- gen; den hierzu korrespondierenden Steuerbefehl für die Impedanzanpassungsschaltung und/oder den HF-Generator aus der Speichereinrichtung zu laden und an die Impe- danzanpassungsschaltung und/oder an den HF-Generator zu übertragen. Der Wortlaut "aktuell" ist dahingehend zu verstehen, dass die Plasmazünderken- nungsvorrichtung im Betrieb stets neue, also aktuelle zeitveränderliche Größen aus aktuellen zeitveränderlichen Messwerten bzw. Werten generiert. Diese zeitverän- derlichen Messwerte bzw. Werte ändern sich, weil das Plasma nicht konstant ist. Auf diese Art und Weise ist es möglich sehr effizient entsprechende Steuerbefehle zu erzeugen. Bei einer Verhältnisbildung zwischen den verschiedenen Leistungen kann die Effizi- enz unabhängig von der absoluten Eingangsleistung oder Ausgangsleistung ermit- telt werden. Durch die Verhältnisbildung funktioniert dies vorteilhafter Weise dann nicht nur in bestimmten, sondern in einem großen Wertebereich an Betriebszustän- den. In einer Weiterbildung umfasst die Plasmazünderkennungsvorrichtung ein KI-Mo- dul. Dieses KI-Modul ist vorzugsweise herstellerseitig trainiert, um anhand: a) der ersten und zweiten zeitveränderlichen Größen; und/oder b) der ersten und zweiten Blind- und/oder Wirkleistungen; und/oder c) von Verhältnissen von ersten und zweiten Blind- und/oder Wirkleistungen; den Steuerbefehl für die Impedanzanpassungsschaltung und/oder den HF-Genera- tor zu erzeugen. Tatsächliche Messwerte, aus existierenden Plasmaerzeugungssys- temen können als Grundlage für die Trainingsdaten gelten. In diesem Fall kann ein "supervised learning" verwendet werden. Auch der Einsatz von "unsupervised lear- ning" ist denkbar. In einer Weiterbildung ist die Plasmazünderkennungsvorrichtung dazu ausgebildet, um: a) die erste zeitveränderliche Größe und die zweite zeitveränderliche Größe über zumindest eine mathematische Operation miteinander zu verknüpfen; und/oder b) die erste Blind- und/oder Wirkleistung und die zweite Blind- und/oder Wirkleis- tung über zumindest eine mathematische Operation miteinander zu verknüpfen; um in Abhängigkeit dieses Ergebnisses das Ausgabesignal zu erzeugen. Dadurch, dass die erste und zweite zeitveränderliche Größe bzw. die erste und zweite Blind- und/oder Wirkleistung für zwei verschiedene Stellen ermittelt wurden, kann sehr effizient festgestellt werden, in welchem Zustand sich das aktuelle Plasma befindet. Wird deutlich mehr Wirkleistung (vorzugsweise mehr als 15%, 25%, 50%, 100%, 200%, 300%, 400%, 500% oder mehr als 600%) in die Impedanzanpassungsschal- tung hineintransferiert als diese an das Plasma abgibt, so kann davon ausgegangen werden, dass sich das Plasma in keinem gewünschten Zustand befindet. In einer Weiterbildung ist die Plasmazünderkennungsvorrichtung dazu ausgebildet, um die zweite Blind- und/oder Wirkleistung durch die erste Blind- und/oder Wirkleis- tung zu dividieren, um eine Effizienz zu berechnen, um in Abhängigkeit der Effizienz das Ausgabesignal zu erzeugen. Es wurde durch langwierige Untersuchungen fest- gestellt, dass die Effizienz, für deren Ermittlung die genaue Kenntnis der Phasenbe- ziehungen (zum Beispiel zwischen Strom und Spannung) notwendig ist, ein sehr gutes Kriterium zum Beschreiben des Plasmazustands darstellt. Eine niedrige Effi- zienz deutet darauf hin, dass sich das Plasma in einem unerwünschten Zustand befindet. In einer Weiterbildung ist die Plasmazünderkennungsvorrichtung dazu ausgebildet, dass Ausgabesignal nur dann zu generieren, wenn: a) die erste zeitveränderliche Größe und/oder die erste Blind- und/oder Wirkleis- tung einen Schwellwert überschreitet; und/oder b) die zweite zeitveränderliche Größe und/oder die zweite Blind- und/oder Wirkleis- tung einen Schwellwert überschreitet. So wurde festgestellt, dass eine Regelung der Impedanzanpassungsschaltung und/oder des HF-Generators erst ab einer bestimmten Höhe für die Effizienz statt- finden soll. Bis zur Generierung des Ausgabesignals wird der HF-Generator aktiviert und/oder die Impedanzanpassungsschaltung in einen Grund- bzw. Startzustand versetzt. Durch eine zu frühe Regelung des HF-Generators und/oder der Impe- danzanpassungsschaltung anhand des Ausgabesignal könnte es ansonsten zu Schwierigkeiten kommen und ein stabiler Zustand nicht erreicht werden. Vorzugs- weise wird das Ausgabesignal erst dann ausgegeben, wenn die Effizienz eine Höhe von 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45% oder von mehr als 45% überschreitet. Bis dahin werden bevorzugt bereits bekannte Anfahrprogramme ab- gearbeitet. In einer Weiterbildung ist die erste zeitveränderliche Größe eine Blindleistung oder eine Wirkleistung. Ergänzend oder alternativ ist die zweite zeitveränderliche Größe eine Blindleistung oder eine Wirkleistung. Beiden Größen ist gemein, dass für deren Berechnung eine genaue Phasenbeziehung für die zeitveränderlichen Messwerte bzw. die zeitveränderlichen Werte an der ersten und zweiten Stelle bekannt sein muss. Dadurch kann der Plasmazustand sehr genau ermittelt werden. In einer Weiterbildung ist die Plasmazünderkennungsvorrichtung dazu ausgebildet, um: a) die erste Oberwelle; oder b) die erste und die zweite Oberwelle der zweiten Blind- und/oder Wirkleistung zu berechnen. Die Plasmazünderkennungsvorrichtung ist weiter dazu ausgebildet, um auch in Ab- hängigkeit Leistung der: a) ersten Oberwelle; oder b) der ersten und der zweiten Oberwelle; der zweiten Blind- und/oder Wirkleistung das Ausgabesignal zu erzeugen. Es wurde erkannt, dass sich auch stabile Zustände des Plasmas einstellen können, die nicht erwünscht sind. Derartige Zustände können z.B. durch Analyse der Oberwellen de- tektiert werden. Vorzugsweise werden lediglich die erste Oberwelle bzw. die erste und die zweite Oberwelle an der zweiten Stelle detektiert, wobei die zweite Stelle am Ausgang der Impedanzanpassungsschaltung oder näher am Ausgang der Impe- danzanpassungsschaltung angeordnet ist als die erste Stelle. Weiterhin kann die Effizienz genauer berechnet werden, wenn auch die erste bzw. die erste und die zweite Oberwelle der zweiten Blind- und/oder Wirkleistung ermittelt wird. Die Ober- wellen, auch bezeichnet als ‚Harmonische‘ werden durch die Nichtlinearität des Plasmas erzeugt. Eine Impedanzanpassungsschaltung wirkt als Filter für diese Har- monischen. Ein Großteil dieser Harmonischen kann deswegen besser am Ausgang der Impedanzanpassungsschaltung gemessen werden. Für die erste Blind- und/oder Wirkleistung ist dies nicht unbedingt notwendig, weil diese bevorzugt am Eingang der Impedanzanpassungsschaltung und damit nahe zum HF-Generator er- mittelt werden und der HF-Generator lediglich eine Grundschwingung bereitstellt. In einer Weiterbildung befindet sich die erste Stelle in einem Bereich eines HF-Ein- gangs der Impedanzanpassungsschaltung und die zweite Stelle in einem Bereich eines HF-Ausgangs der Impedanzanpassungsschaltung. Alternativ könnte dies auch umgekehrt sein. In diesem Fall würde sich die erste Stelle in einem Bereich eines HF-Ausgangs der Impedanzanpassungsschaltung und die zweite Stelle in einem Be- reich eines HF-Eingangs der Impedanzanpassungsschaltung befinden. In diesem Fall könnten die erste und die zweite Oberwelle an der ersten Stelle ermittelt wer- den. Grundsätzlich können dadurch die genauesten Werte für die ersten und zwei- ten zeitveränderlichen Größen ermittelt werden, insbesondere weil beide Stellen in diesem Fall möglichst weit voneinander beabstandet sind. In einer Weiterbildung ist eine erste Messeinheit vorgesehen, wobei die erste Mes- seinheit dazu ausgebildet ist, um die ersten zeitveränderlichen Messwerte an der ersten vorgegebenen Stelle der Impedanzanpassungsschaltung zu ermitteln, wobei die Ermittlung durch physikalische Messung erfolgt. Weiterhin ist eine zweite Mes- seinheit vorgesehen, wobei die zweite Messeinheit dazu ausgebildet ist, um die zweiten zeitveränderlichen Werte zu ermitteln, wobei: a) die Ermittlung durch physikalische Messung an der zweiten Stelle erfolgt, wes- halb die zweiten zeitveränderlichen Werte ebenfalls zeitveränderliche Messwerte sind; oder b) die Ermittlung durch eine Berechnung anhand eines physikalischen Modells der Impedanzanpassungsschaltung und: i) der ersten zeitveränderlichen Messwerte; und/oder ii) der ersten zeitveränderlichen Größe; erfolgt. Die erste Messeinheit ist in diesem Fall eine reale Messeinheit. Die zweite Messein- heit kann, je nach Ausführungsform, eine reale Messeinheit oder eine virtuelle Mes- seinheit sein. Für den Fall, dass die zweite Messeinheit eine virtuelle Messeinheit ist, können als Eingangsgrößen die ersten zeitveränderlichen Messwerte bzw. die erste zeitveränderliche Größe verwendet werden. Weiterhin kann auch noch die ak- tuelle Einstellung der Impedanzanpassungsschaltung (zum Beispiel aktueller Wert der verstellbaren Kapazitäten und/oder Induktivitäten) herangezogen werden. Aus diesen Größen können dann die zweiten zeitveränderlichen Werte und daraus die zweite zeitveränderliche Größe ermittelt werden. Hierbei können parasitäre Ele- mente, insbesondere ohmsche Verluste der Bauteile mitberücksichtigt werden. So kann die Effizienzrechnung zuverlässiger erfolgen. In einer Weiterbildung umfasst die erste und/oder zweite Messeinheit einen Richt- koppler. Mit einem solchen Richtkoppler kann auf einfache Art und Weise eine Blind- und/oder Wirkleistung ermittelt werden. In einer alternativen und/oder ergänzen- den Weiterbildung umfasst die erste und/oder zweite Messeinheit einen Spannungs- , Stromdetektor, insbesondere mit einem Phasendetektor zur Ermittlung der Phase zwischen Spannung und Strom. Mit einem solchen Detektor kann auf besonders einfache Art und Weise eine Blind- und/oder Wirkleistung ermittelt werden. In einer Weiterbildung sind die ersten zeitveränderlichen Messwerte Leistungen der hinein- und herauslaufenden Welle (der ersten Messeinheit) und die zweiten zeit- veränderlichen Messwerte sind Leistungen der heraus- und hineinlaufenden Welle (der zweiten Messeinheit). Die Plasmazünderkennungsvorrichtung ist dazu ausge- bildet, die Leistung der herauslaufenden Welle von der Leistung der hineinlaufenden Welle abzuziehen, um dadurch die erste zeitveränderliche Größe zu berechnen. Die Plasmazünderkennungsvorrichtung ist außerdem dazu ausgebildet, die Leistung der hineinlaufenden Welle von der Leistung der herauslaufenden Welle abzuziehen, um dadurch die zweite zeitveränderliche Größe zu berechnen. In einer Weiterbildung umfasst die erste Messeinheit (anstelle eines Richtkopplers) einen Stromsensor und einen Spannungssensor. In diesem Fall umfassen die ersten zeitveränderlichen Messwerte ein Strom und eine Spannung und insbesondere die Phase zwischen diesem Strom und dieser Spannung. Ergänzend oder alternativ um- fasst die zweite Messeinheit (anstelle eines Richtkopplers) einen Stromsensor und einen Spannungssensor. In diesem Fall umfassen die zweiten zeitveränderlichen Messwerte ein Strom und eine Spannung und optional noch eine Phase. Grundsätz- lich könnte die erste Messeinheit einen Stromsensor und einen Spannungssensor umfassen, wohingegen die zweite Messeinheit einen Richtkoppler umfasst. Umge- kehrt wäre dies ebenfalls denkbar. Bevorzugt umfassen jedoch sowohl die erste Messeinheit als auch die zweite Messeinheit einen entsprechenden Stromsensor und einen Spannungssensor. Durch Einsatz derartiger Sensoren sind sehr genaue Mes- sungen möglich. In einer Weiterbildung sind die ersten zeitveränderlichen Messwerte ein komplexer Strom und eine komplexe Spannung. Ergänzend oder alternativ sind die zweiten zeitveränderlichen Messwerte ein komplexer Strom und eine komplexe Spannung. Von großer Bedeutung ist hier, dass eine Phasenbeziehung zwischen Strom und Spannung genau ermittelbar ist, die zur Berechnung der Blind- und/oder Wirkleis- tung verwendet werden kann. Dadurch können sehr genaue Aussagen über die Ef- fizienz getroffen werden, also wie viel der Leistung, die der HF-Generator bereit- stellt, auch tatsächlich durch das Plasma aufgenommen wird. Hierüber kann letztlich der Plasmazustand beschrieben werden. In einer Weiterbildung ist die Plasmazünderkennungsvorrichtung dazu ausgebildet, um die erste Wirkleistung aus den ersten zeitveränderlichen Messwerten wie folgt zu berechnen:
Figure imgf000012_0001
oder |^| ∙ |^| ∙ cos(^^ − ^^) mit φU = Phase Spannung und φI = Phase Strom; und/oder die Plasmazünderkennungsvorrichtung ist dazu ausgebildet, um die zweite Wirkleis- tung aus den zweiten zeitveränderlichen Messwerten wie folgt zu berechnen:
Figure imgf000012_0002
oder |^| ∙ |^| ∙ cos(^^ − ^^) mit φU = Phase Spannung und φI = Phase Strom. Ergänzend oder alternativ ist die Plasmazünderkennungsvorrichtung dazu ausgebil- det, um die erste Blindleistung aus den ersten zeitveränderlichen Messwerten wie folgt zu berechnen: | ^ | ∙ | ^ | ∙ sin ( ^^ − ^^ ) oder | ^ | ∙ | ^ | ∙ sin ( ^^ − ^^ ) mit φU = Phase Spannung und φI = Phase Strom; und/oder die Plasmazünderkennungsvorrichtung ist dazu ausgebildet, um die zweite Blind- leistung aus den zweiten zeitveränderlichen Messwerten wie folgt zu berechnen: |^| ∙ |^| ∙ sin(^^ − ^^) oder |^| ∙ |^| ∙ sin(^^ − ^^ ) mit φU = Phase Spannung und φI = Phase Strom. Zu erkennen ist, dass die jeweilige Wirkleistung bzw. die jeweilige Blindleistung umso genauer berechnet werden können, umso genauer die Phase ermittelt werden kann. In einer Weiterbildung umfasst die Plasmazünderkennungsvorrichtung einen ersten und einen zweiten A/D-Wandler und einen ersten und einen zweiten I/Q-Demodu- lator. Der erste A/D-Wandler ist dazu ausgebildet, um erste zeitveränderliche Mess- werte für den Strom zu digitalisieren, wobei der erste I/Q-Demodulator an den Aus- gang des ersten A/D-Wandlers angeschlossen ist. Der zweite A/D-Wandler ist dazu ausgebildet, um erste zeitveränderliche Messwerte für die Spannung zu digitalisie- ren, wobei der zweite I/Q-Demodulator an den Ausgang des zweiten A/D-Wandlers angeschlossen ist. Ergänzend oder alternativ umfasst die Plasmazünderkennungs- vorrichtung einen dritten und einen vierten A/D-Wandler und einen dritten und ei- nen vierten I/Q-Demodulator. Der dritte A/D-Wandler ist dazu ausgebildet, um zweite zeitveränderliche Messwerte für den Strom zu digitalisieren, wobei der dritte I/Q-Demodulator an den Ausgang des dritten A/D-Wandlers angeschlossen ist. Der vierte A/D-Wandler ist dazu ausgebildet, um zweite zeitveränderliche Messwerte für die Spannung zu digitalisieren, wobei der vierte I/Q-Demodulator an den Ausgang des vierten A/D-Wandlers angeschlossen ist. Der jeweilige A/D-Wandler kann zu- sammen mit dem jeweiligen I/Q-Demodulator auch in einem gemeinsamen Ge- häuse bzw. in einem gemeinsamen Chip integriert sein. Es können auch mehrere A/D-Wandler auf einem Chip bzw. in einem Gehäuse integriert sein. Die A/D Wand- ler können insbesondere synchron betrieben werden. Auf diese Weise kann die Pha- senbeziehung sehr genau ermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die I/Q Demodulation im Zeitmultiplex erfolgen. Dies kann durch Umschalten von Kanal zu Kanal erfolgen. Dann können zwar nicht alle Größen gleichzeitig gemessen werden, aber zeitversetz. Wenn die Kanäle gleichartig aufgebaut sind, würden sich die Größen wiederverwenden lassen. In einer Weiterbildung ist die Plasmazünderkennungsvorrichtung dazu ausgebildet, um die Taktrate des dritten und vierten A/D-Wandlers derart einzustellen, dass: a) eine Grundschwingung eines HF-Generators und eine zweite Harmonische des HF-Generators, wobei die zweite Harmonische des HF-Generators an der Nyqu- ist-Frequenz des dritten und vierten A/D-Wandlers gespiegelt ist; oder b) eine Grundschwingung eines HF-Generators, eine zweite Harmonische des HF- Generators und eine dritte Harmonische des HF-Generators, wobei die zweite und die dritte Harmonische des HF-Generators an der Nyquist-Frequenz des dritten und vierten A/D-Wandlers gespiegelt sind; um einen vorbestimmten oder maximalen Frequenzbereich unterhalb der Nyquist- Frequenz voneinander beabstandet sind. Alternativ oder zusätzlich kann auch schon die Grundschwingung in der zweiten Nyquist-Zone liegen und die harmonischen dann jeweils in unterschiedlichen Zonen. Durch dieses sehr effiziente Vorgehen ist es möglich, dass ein A/D-Wandler, der beispielsweise mit einem Takt von 50 MHz betrieben wird, dazu verwendet werden kann, um Signale zu digitalisieren, deren Frequenz oberhalb von 25 MHz liegen. Beträgt beispielsweise die Grundschwingung (erste Harmonische) 13,56 MHz so kann diese Grundschwingung problemlos digitalisiert werden. Die zweite Harmoni- sche (erste Oberwelle) liegt bei einer Frequenz von 27,12 MHz. Diese Frequenz liegt oberhalb von 25 MHz. Dennoch wird ein Teil dieses Signals an der Nyquist-Frequenz (=25 MHz) gespiegelt und liegt bei 22,88 MHz (25 MHz – (27,12 MHz – 25 MHz)) und kann digitalisiert werden. Die dritte Harmonische (zweite Oberwelle) liegt bei einer Frequenz von 40,68 MHz. Dies ist oberhalb von 25 MHz. Dennoch wird ein Teil dieses Signals an der Nyquist-Frequenz (=25 MHz) gespiegelt und liegt bei 9,32 MHz (25 MHz – (40,68 MHz – 25 MHz)). Zusammenfassend bedeutet dies, dass die Grundschwingung bei 13,56 MHz liegt, die erste Oberwelle an der Nyquist-Frequenz gespiegelt bei 22,88 MHz liegt und die zweite Oberwelle an der Nyquist-Frequenz gespiegelt bei 9,32 MHz liegt. Durch eine passende Auswahl der Taktrate des je- weiligen A/D-Wandlers kann die Nyquist-Frequenz derart gewählt werden, dass die genannten Signale möglichst weit auseinander liegen, um durch Einsatz entspre- chender Filter erfasst zu werden. Dadurch sind keine hochpreisigen A/D-Wandler notwendig. In einer Weiterbildung ist die Plasmazünderkennungsvorrichtung dazu ausgebildet, um eine Frequenz des lokalen Oszillators des ersten und zweiten I/Q-Demodulators und/oder des dritten und vierten I/Q-Demodulators auf eine Frequenz des HF-Ge- nerators einzustellen. In einer Weiterbildung umfasst die Plasmazünderkennungsvorrichtung: a) einen fünften und einen sechsten I/Q-Demodulator; oder b) einen fünften, einen sechsten, einen siebten und einen achten I/Q-Demodulator. Der Ausgang des dritten A/D-Wandlers ist mit: a) dem fünften I/Q-Demodulator; oder b) dem fünften und dem siebten I/Q-Demodulator verbunden. Der Ausgang des vierten A/D-Wandlers ist mit: a) dem sechsten I/Q-Demodulator; oder b) dem sechsten und dem achten I/Q-Demodulator verbunden. Die Plasmazünderkennungsvorrichtung ist dazu ausgebildet, um eine Frequenz der lokalen Oszillatoren: a) der fünften und sechsten I/Q-Demodulatoren auf eine doppelte Frequenz eines HF-Generators einzustellen; oder b) der fünften und sechsten I/Q-Demodulatoren auf eine doppelte Frequenz eines HF-Generators und der siebten und achten I/Q-Demodulatoren auf eine dreifa- che Frequenz des HF-Generators einzustellen. Dadurch ist es möglich, dass auch die erste Oberwelle oder die erste und die zweite Oberwelle für Strom und Spannung entsprechend erfasst werden. In einer Weiterbildung umfasst die Plasmazünderkennungsvorrichtung eine Sig- nalaufbereitungseinrichtung. I/Q-Ausgänge der jeweiligen I/Q-Demodulatoren sind mit der Signalaufbereitungseinrichtung verbunden. Die Signalaufbereitungseinrich- tung ist dazu ausgebildet, um eine oder mehrere der folgenden Operationen auszu- führen: a) Signalfilterung; b) Downsampling; c) Fehlerkorrektur. Mit Downsampling ist hier insbesondere Heruntertaktung gemeint, also eine be- wusste Reduzierung der Taktung und damit einhergehenden Datenreduzierung. Mit Fehlerkorrektur ist hier beispielsweise die Korrektur von Amplituden/Phasenfeh- lern und Übersprechen gemeint. Die Signalaufbereitungseinrichtung ist weiter dazu ausgebildet, um komplexe Werte für Spannung und Strom zu erzeugen. Es ist hier besonders vorteilhaft, dass die Signalaufbereitungseinrichtung komplexe Werte für die jeweilige Spannung und den jeweiligen Strom ausgibt. Dadurch stehen entspre- chende Phasenwinkel zur Verfügung. In einer Weiterbildung ist der Spannungssensor der ersten Messeinheit ein kapazi- tiver Spannungsteiler, wobei eine erste Kapazität durch einen elektrisch leitfähigen Ring oder Zylinder gebildet ist, durch den eine HF-Leitung zwischen einem HF-Ge- nerator und der Impedanzanpassungsschaltung führbar ist. Der Stromsensor der ersten Messeinheit ist eine Spule, die um den leitfähigen Ring oder Zylinder herum angeordnet ist. Ergänzend oder alternativ ist der Spannungssensor der zweiten Messeinheit ein kapazitiver Spannungsteiler, wobei eine erste Kapazität durch einen elektrisch leitfähigen Ring oder Zylinder gebildet ist, durch den eine HF-Leitung zwi- schen der Impedanzanpassungsschaltung und einem Verbraucher (in der Plas- makammer) führbar ist. Der Stromsensor der zweiten Messeinheit ist eine Spule, die um den leitfähigen Ring oder Zylinder herum angeordnet ist. In einer Weiterbildung ist genau eine Stirnseite des als leitfähigen Rings oder Zy- linders ausgebildeten Spannungssensors der ersten und/oder zweiten Messeinheit geerdet. Ergänzend oder alternativ ist die Spule des Stromsensors der ersten und/oder zweiten Messeinheit eine Rogowski-Spule. Dadurch können besonders ge- naue Messwerte erzielt werden. In einer Weiterbildung ist die erste zeitveränderliche Größe ein Peak-Wert oder ein Average-Wert über eine Vielzahl von ermittelten ersten zeitveränderlichen Größen. Ergänzend oder alternativ ist die zweite zeitveränderliche Größe ein Peak-Wert oder ein Average-Wert über eine Vielzahl von ermittelten zweiten zeitveränderlichen Grö- ßen. Dadurch findet eine Glättung der aufgenommen zeitveränderlichen Messwerte statt. In einer Weiterbildung ist die Plasmazünderkennungsvorrichtung dazu ausgebildet, um fortlaufend mit neuen ersten zeitveränderlichen Messwerten und neuen zweiten zeitveränderlichen Werten neue Werte für die erste zeitveränderliche Größe und die zweite zeitveränderliche Größe zu berechnen. In Abhängigkeit dieser neuen Werte für die erste und zweite zeitveränderliche Größe wird dann fortlaufend ein aktuelles Ausgabesignal generiert. Diese Berechnung erfolgt mehr als 1-Mal, 10-Mal, 100- Mal, 1000-Mal, 10000-Mal oder mehr als 100000-Mal in der Sekunde. In einer Weiterbildung ist die Plasmazünderkennungsvorrichtung dazu ausgebildet, um eine Vielzahl von ersten zeitveränderlichen Messwerten und/oder zweiten zeit- veränderlichen Werten zu Mitteln, um aus den gemittelten ersten zeitveränderlichen Messwerten die erste zeitveränderliche Größe und um aus den gemittelten zweiten zeitveränderlichen Werten die zweite zeitveränderliche Größe zu berechnen. Ergän- zend oder alternativ ist die Plasmazünderkennungsvorrichtung auch dazu ausgebil- det, um mehrere Werte für die erste zeitveränderliche Größe und um mehrere Werte für die zweite zeitveränderliche Größe zu Mitteln, um in Abhängigkeit von diesem Ergebnis das Ausgabesignal zu generieren. Dieses "Mitteln" erfolgt bevorzugt über einen längeren Zeitraum, beispielsweise über einen Zeitraum von 5 Samples oder mehr, insbesondere 10 Samples oder mehr. Das, weil die Verstellung der Kapazi- täten (zum Beispiel über Drehkondensatoren) stets eine gewisse Zeit in Anspruch nimmt. Eine instantane Verstellung ist meistens nicht möglich. So kann das Zünden erkannt werden, bevor z.B. die Motoren zur Kapazitätsveränderung überhaupt los gefahren sind. Oder auch während sie fahren, um zu erkennen bei welcher Impe- danz/Motorposition die Zündung stattgefunden hat. So kann beispielsweise diese Position als neue Startposition für den nächsten Prozessstart definiert werden. Das erfindungsgemäße Plasmaerzeugungssystem weist die Plasmazünderken- nungsvorrichtung auf. Es umfasst außerdem eine Impedanzanpassungsschaltung, wobei die erste vorgegebene Stelle ein Bereich des HF-Eingangs der Impedanzan- passungsschaltung ist und wobei die zweite Stelle ein Bereich des HF-Ausgangs der Impedanzanpassungsschaltung ist. In einer Weiterbildung umfasst das Plasmaerzeugungssystem zumindest einen HF- Generator und zumindest einen Verbraucher in Form einer Plasmakammer. Der HF- Generator kann dann insbesondere mit dem HF-Eingang der Impedanzanpassungs- schaltung verbunden sein. Eine Leitungslänge zwischen dem HF-Generator und dem HF-Eingang der Impedanzanpassungsschaltung kann insbesondere mindestens um den Faktor 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder mindestens um den Faktor 8 länger als die Leitungs- länge zwischen dem HF-Ausgang der Impedanzanpassungsschaltung und dem zu- mindest einen Verbraucher sein. In einer Weiterbildung umfasst das Plasmaerzeugungssystem eine Anzeigevorrich- tung bevorzugt in Form eines Bildschirms. Die Plasmazünderkennungsvorrichtung ist dazu ausgebildet, um das Ausgabesignal auf der Anzeigevorrichtung darzustel- len. Insbesondere wird eine Ausgabe visualisiert, die den Plasmazustand beschreibt. Bei der Anzeigevorrichtung könnte sich auch um ein Lampensystem handeln, wobei beispielsweise eine grüne Lampe einen gewünschten Plasmazustand und eine rote Lampe einen unerwünschten Plasmazustand visualisiert. In einer Weiterbildung ist die Plasmazünderkennungsvorrichtung dazu ausgebildet, um für den Fall, dass kein gewünschter Plasmazustand vorliegt, ein Ausgabesignal an den HF-Generator und/oder an die Impedanzanpassungsschaltung und/oder eine übergeordnete Steuerung auszugeben, für welches in der Vergangenheit ein ge- wünschter Plasmazustand erzeugt wurde. In diesem Fall können Ausgabesignale gespeichert werden, für die sich ein gewünschter Plasmazustand eingestellt hat. Diese Ausgabesignale können dann geladen und an den HF-Generator und/oder an die Impedanzanpassungsschaltung und/oder eine übergeordnete Steuerung über- tragen werden. Dadurch ist die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass ein gewünschter Plasmazustand einstellbar ist. In einer Weiterbildung umfasst das Plasmaerzeugungssystem eine optische Vorrich- tung, die in der Plasmakammer angeordnet und dazu ausgebildet ist, um den Plas- mazustand zu erfassen. Die Plasmazünderkennungsvorrichtung ist dazu ausgebil- det, um ebenfalls in Abhängigkeit des erfassten Plasmazustands das Ausgangssignal zu erzeugen. Dadurch gibt es eine weitere Kontrollinstanz, mit deren Hilfe der tat- sächliche Ist-Zustand des Plasmas erfassbar ist. Eine solche Vorrichtung kann auch vorteilhaft zum Trainieren eingesetzt werden, indem sie Rückmeldungen über den Zustand des Plasmas, z.B. ‚gut‘, ‚schlecht‘, ‚gezündet‘, ungezündet‘, etc. gibt. In einer Weiterbildung kann eine statistische Auswertung vorgesehen sein. Dies kann beispielsweise durch eine Clusterung erfolgen. Nach einer vorgegebenen An- zahl von durchgelaufenen Prozessen können beispielsweise 3, 4 oder 5 Zustände erkannt werden, die besonders oft eingetreten sind . Davon kann der Zustand 1 ‚ungezündet‘ sein, der Zustand 2 ‚gezündet‘. Zusätzliche Zustände können erkannt werden. Das könnten beispielsweise mehrere unterschiedliche ‚Gut‘ und/oder ‚Ge- zündet‘-Zustände für unterschiedliche Prozessschritte sein. Zusätzlich oder alter- nativ könnten auch weitere ‚Schlecht-‚ und/oder ‚ungezündet‘- und/oder ‚schlecht gezündet, Plasma bildet sich unzureichend aus‘ – Zustände erkannt worden sein. Während der Prozess läuft, könnte man dann ausgeben in welchem dieser Zustände man sich befindet. Die Zuordnung zu einem dieser Zustände könnte in Form einer Wahrscheinlichkeit ermittelt und ausgegeben werden und z.B. einer übergeordneten Steuerung übertragen werden. Die übergeordnete Steuerung kann mit einem Cloud-basiertem Speicher oder einer Cloud-basierten Datenverarbeitung verbunden sein. Mit Cloud-basiert ist hier eine, insbesondere örtlich entfernte, vorzugsweise anonymisierte, Speicher- oder Daten- bearbeitungsvorrichtung gemeint, in der insbesondere Nutzerbwertungen von mehr als einer, vorteilhafterweise von mehreren zehn, hundert oder mehreren tausend unterschiedlichen Nutzern gespeichert werden. Hierdurch können verschiedene Nutzer unabhängig vom Fertigungsstandort zur Optimierung des Verfahrens beitra- gen. Es wurde erkannt, dass die beschriebenen Verfahren durchschlagende Erfolge, also Zuordnungsinformationen mit der richtigen Zuordnung mit der höchsten Wahr- scheinlichkeit erst bekommen, wenn mehrere zehntausend, insbesondere mehrere hunderttausend Nutzerbewertungen aus-gelesen wurden. Eine solche Datenmenge ist für eine einzelne Fertigungsstätte oftmals in einem vorgegebenen Zeitraum er- reichbar. Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Gleiche Gegen- stände weisen dieselben Bezugszeichen auf. Die entsprechenden Figuren der Zeich- nungen zeigen im Einzelnen: Figur 1: ein Ausführungsbeispiel eines Plasmaerzeugungssystems, welches ei- nen HF-Generator, eine Impedanzanpassungsschaltung, eine Plasma- zünderkennungsvorrichtung und eine Plasmakammer umfasst; Figuren 2A, 2B, 2C: verschiedene Ausführungsbeispiele der Impedanzanpassungs- schaltung; Figur 3: verschiedene Ausführungsbeispiele einer ersten und/oder zweiten Messeinheit, um berührungslos eine Spannung und einen Strom zu messen; Figur 4: eine andere Ansicht der ersten und/oder zweiten Messeinheit; Figur 5A, 5B: zwei Ausführungsbeispiele, um Spannung und Strom zu digitalisieren und die Phasenbeziehung zwischen Spannung und Strom aufzulösen; Figur 6: ein Diagramm aus welchem ersichtlich wird, dass eine hohe Effizienz ein Indiz für einen gewünschten Plasmazustand ist; und Figur 7: ein Diagramm aus welchem ersichtlich wird, dass eine niedrige Effizi- enz ein Indiz für einen unerwünschten Plasmazustand ist. Die Figur 1 zeigt ein Plasmaerzeugungssystem 100, welches u.a. zur Oberflächen- behandlung von Werkstücken eingesetzt wird. Das Plasmaerzeugungssystem 100 umfasst eine Plasmazünderkennungsvorrich- tung 1, eine Impedanzanpassungsschaltung 50, einen HF-Generator 60 und eine Plasmakammer 70 (Verbraucher). Der HF-Generator 60 ist mit der Impedanzan- passungsschaltung 50 elektrisch verbunden. Dies erfolgt über eine erste Leitung 2a, bei welcher es sich bevorzugt um ein erstes Koaxialkabel 2a handelt. Die erste Lei- tung 2a ist mit einem Ausgang 60a des HF-Generators 60 und mit einem Eingang 50a der Impedanzanpassungsschaltung 50 verbunden. Die Impedanzanpassungs- schaltung 50 ist weiterhin mit der Plasmakammer 70 elektrisch verbunden. Dies erfolgt bevorzugt über eine zweite Leitung 2b, bei welcher es sich bevorzugt um ein zweites Koaxialstück handelt. Die zweite Leitung 2b ist mit einem Ausgang 50b der Impedanzanpassungsschaltung 50 und mit einem Eingang der Plasmakammer 70 verbunden. Bevorzugt ist die zweite Leitung 2b mit einer Elektrode innerhalb der Plasmakammer 70 verbunden. Die zweite Leitung 2b ist oftmals sehr kurz, häufig koaxial, aber eher nicht als Kabel ausgestaltet. Die erste Leitung 2a ist länger als die zweite Leitung 2b. Vorzugsweise ist die erste Leitung 2a um den Faktor 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder mindestens um den Faktor 8 länger als die zweite Leitung 2b. Das Plasmaerzeugungssystem 100 umfasst bevorzugt eine Anzeigevorrichtung 80, bei welcher es sich vorzugsweise um einen Bildschirm handelt. Die Plasmakammer 70 kann als Verbraucher angesehen werden. Je nach Anwen- dungsfall können in der Plasmakammer 70 beispielsweise eine oder mehrere Elekt- roden 3 vorgesehen sein, von denen zumindest eine mit der zweiten Leitung 2b verbunden ist. Ein Plasma 4 ist in Figur 1 innerhalb der Plasmakammer 70 gepunktet dargestellt. Vorzugsweise umfasst das Plasmaerzeugungssystem 100 noch eine optische Vor- richtung 90. Die optische Vorrichtung 90 ist weiter vorzugsweise in der Plasmakam- mer 70 angeordnet und dazu ausgebildet, um das Plasma 4 visuell und damit den Plasmazustand zu erfassen. Bei der optischen Vorrichtung 90 kann es sich beispiels- weise um einen optischen Leiter wie beispielsweise eine Glasfaser handeln. Kameras können zwar eingesetzt werden, allerdings wird häufig aus Kostengründen auf diese verzichtet. So können Linsen und andere Schutzgläser durch das Plasma 4 schnell trübe werden. Im Folgenden werden insbesondere die Plasmazünderkennungsvorrichtung 1 und die Impedanzanpassungsschaltung 50 erläutert. Die Plasmazünderkennungsvorrichtung 1 umfasst eine erste Messeinheit 5 und eine zweite Messeinheit 6. Die erste Messeinheit 5 ist dazu ausgebildet, um erste zeit- veränderliche Messwerte an einer ersten vorgegebenen Stelle der Impedanzanpas- sungsschaltung 50 zu ermitteln, wobei diese Ermittlung durch eine physikalische Messung erfolgt. Bei der ersten vorgegebenen Stelle handelt es sich insbesondere um den Eingang 50a der Impedanzanpassungsschaltung 50. Die zweite Messeinheit 6 ist dazu ausgebildet, um zweite zeitveränderliche Werte zu ermitteln. Diese Ermittlung erfolgt an einer zweiten vorgegebenen Stelle. Bei diesen zweiten zeitveränderlichen Werten kann es sich um zweite zeitveränderliche Messwerte handeln. Dies ist dann der Fall, wenn die Ermittlung ebenfalls durch eine physikalische Messung erfolgt. Alternativ kann die Ermittlung auch durch eine Be- rechnung anhand eines physikalischen Modells der Impedanzanpassungsschaltung 50 erfolgen. Das physikalische Modell beinhaltet aktuelle Größen der Impedanzan- passungsschaltung 50. Hierzu gehören insbesondere die aktuellen Werte von ver- stellbaren bzw. einstellbaren Bauelementen wie Kondensatoren, beispielsweise in Form von Drehkondensatoren und insbesondere die Widerstandskomponenten ein- schließlich der parasitären Widerstandskomponenten. In diese Berechnung gehen weiterhin die ersten zeitveränderlichen Messwerte oder daraus abgeleitete Größen der ersten Messeinheit 5 ein. Bei der zweiten vorgegebenen Stelle handelt es sich insbesondere um den Ausgang 50b der Impedanzanpassungsschaltung 50. Eine Messeinheit 5, 6, die reale Größen misst, wird auch als reale Messeinheit 5, 6 bezeichnet. Eine Messeinheit 5, 6, die entsprechende Werte durch Berechnung an- hand eines physikalischen Modells ermittelt, wird auch als virtuelle Messeinheit 5, 6 bezeichnet. Die Plasmazünderkennungsvorrichtung 1 umfasst bevorzugt eine Verarbeitungsein- heit 7, bei welcher es sich vorzugsweise um einen Prozessor (zum Beispiel Digitaler Signal-Prozessor (DSP) oder Mikrocontroller) und/oder FPGA (Field Programmable Gate Array) handelt. Über diese Verarbeitungseinheit 7 findet eine Kommunikation zu der ersten und zweiten Messeinheit 5, 6 innerhalb der Plasmazünderkennungs- vorrichtung 1 statt. Über diese Verarbeitungseinheit 7 kann die Plasmazünderken- nungsvorrichtung 1 auch mit dem HF-Generator 60, der Impedanzanpassungsschal- tung 50, der Anzeigevorrichtung 80, einer übergeordneten Steuerung 81 und/oder der optischen Vorrichtung 90 kommunizieren. Die Plasmazünderkennungsvorrichtung 1 ist dazu ausgebildet, um erste zeitverän- derliche Messwerte zu verarbeiten. Diese ersten zeitveränderlichen Messwerte kön- nen beispielsweise durch die erste Messeinheit 5 an der ersten Stelle ermittelt wer- den. Mit Hilfe dieser ersten zeitveränderlichen Messwerte soll eine erste Blind- und/oder Wirkleistung ermittelbar sein. Die Plasmazünderkennungsvorrichtung 1 ist weiterhin dazu ausgebildet, um zweite zeitveränderliche Werte zu verarbeiten. Diese zweiten zeitveränderlichen Werte können beispielsweise durch die zweite Messeinheit 6 an der zweiten Stelle ermittelt werden. Mit Hilfe dieser zweiten zeit- veränderlichen Werte soll eine zweite Blind- und/oder Wirkleistung ermittelbar sein. Weiterhin soll die Plasmazünderkennungsvorrichtung 1 dazu ausgebildet sein, um eine erste zeitveränderliche Größe aus den ersten Messwerten und um eine zweite zeitveränderliche Größe aus den zweiten Werten zu ermitteln. Schlussendlich soll die Plasmazünderkennungsvorrichtung 1 dazu ausgebildet sein, um in Abhängigkeit der ersten und zweiten zeitveränderlichen Größe ein Ausgabe- signal zu erzeugen, welches insbesondere einen Plasmazustand des Plasmas 4 in der Plasmakammer 70 beschreibt. Das Ausgabesignal kann beispielsweise ein Steuerbefehl zur Ansteuerung der Im- pedanzanpassungsschaltung 50 sein. Dieser Steuerbefehl kann angeben wie die verstellbaren bzw. einstellbaren Bauelemente wie z.B. Kondensatoren, beispiels- weise in Form von Drehkondensatoren, in ihren Werten verändert werden sollen. Beispielsweise kann der Steuerbefehl die Information beinhalten, dass Kondensator 1 bezüglich seiner Kapazität erhöht und Kondensator 2 in seiner Kapazität verringert werden soll oder einen bestimmten Wert anzunehmen hat. Ergänzend oder alternativ kann das Ausgabesignal einen Steuerbefehl zur Ansteu- erung des HF-Generators 60 beinhalten. So kann dieser Steuerbefehl angeben, dass der HF-Generator 60 ausgeschaltet werden soll. Ergänzend oder alternativ kann der Steuerbefehl den HF-Generator 60 anweisen seine Frequenz und/oder seine Aus- gangsleistung zu verändern. Ergänzend oder alternativ kann das Ausgabesignal eine Ausgabemeldung beinhal- ten, die durch die Anzeigevorrichtung 80 dargestellt wird. Die Plasmazünderkennungsvorrichtung 1 umfasst vorzugsweise eine Speicherein- richtung 8. Die Speichereinrichtung 8 kann Teil der Verarbeitungseinheit 7 sein oder getrennt von dieser, wobei die Speichereinrichtung 8 dazu ausgebildet ist, um mit der Verarbeitungseinheit 7 Daten auszutauschen. In dieser Speichereinrichtung 8 sind zu verschiedenen ersten und zweiten zeitveränderlichen Größen und/oder ers- ten und zweiten Blind- und/oder Wirkleistungen und/oder Verhältnissen von ersten und zweiten Blind- und/oder Wirkleistungen Steuerbefehle für die Impedanzanpas- sungsschaltung 50 und/oder für den HF Generator 60 hinterlegt. Die Plasmazün- derkennungsvorrichtung 1 ist dann dazu ausgebildet, um anhand der aktuellen ers- ten und zweiten zeitveränderlichen Größen und/oder anhand der aktuellen ersten und zweiten Blind- und/oder Wirkleistungen und/oder um anhand der Verhältnisse von aktuellen ersten und zweiten Blind- und/oder Wirkleistungen den hierzu kor- respondierenden Steuerbefehl für die Impedanzanpassungsschaltung 50 und/oder den HF-Generator 60 aus der Speichereinrichtung 8 zu laden und an die Impe- danzanpassungsschaltung 50 und/oder an den HF-Generators 60 zu übertragen. Dadurch kann, insbesondere mit einer weiteren Datenverarbeitungseinheit, ausge- legt die zuvor beschriebenen Schritte durchzuführen, sichergestellt werden, dass das Plasmaerzeugungssystem 100 schnell in den gewünschten (Betriebs-)Zustand gebracht werden kann. Bei einer zuvor beschriebenen Verhältnisbildung zwischen den verschiedenen Leistungen kann die Effizienz unabhängig von der absoluten Ein- gangsleistung oder Ausgangsleistung ermittelt werden. Durch die Verhältnisbildung funktioniert dies vorteilhafter Weise dann nicht nur in bestimmten, sondern in einem großen Wertebereich an Betriebszuständen. Grundsätzlich wäre es auch denkbar, dass die Plasmazünderkennungsvorrichtung 1 ein KI-Modul 9 aufweist. Das KI-Modul 9 kann Teil der Verarbeitungseinheit 7 sein oder getrennt von dieser. Das KI-Modul 9 ist bevorzugt dazu ausgebildet, um mit der Verarbeitungseinheit 7 Daten auszutauschen. Das KI-Modul 9 ist vorzugsweise herstellerseitig trainiert, um anhand der ersten und zweiten zeitveränderlichen Grö- ßen und/oder um anhand der ersten und zweiten Blind- und/oder Wirkleistungen und/oder um anhand von Verhältnissen von ersten und zweiten Blind- und/oder Wirkleistungen den Steuerbefehl für die Impedanzanpassungsschaltung 50 und/oder den HF-Generator 60 zu erzeugen. Die Plasmazünderkennungsvorrich- tung 1 ist dann dazu ausgebildet, den erzeugten Steuerbefehl an die Impedanzan- passungsschaltung 50 und/oder den HF-Generator 60 zu übertragen. Das KI-Modul 9 umfasst vorzugsweise mehrere Eingangsknoten. Diese sind Teil ei- ner Eingangsschicht (engl. Input Layer). Den Eingangsknoten können die ersten zeitveränderlichen Messwerte zugeführt werden, die an der ersten vorgegebenen Stelle von der ersten Messeinheit 5 ermittelt werden. Ergänzend oder alternativ kann den Eingangsknoten auch die erste zeitveränderliche Größe zugeführt werden. Vorzugsweise werden den Eingangsknoten weiterhin die zweiten zeitveränderlichen Werte zugeführt, die an der zweiten vorgegebenen Stelle von der zweiten Messein- heit 6 ermittelt werden. Ergänzend oder alternativ kann den Eingangsknoten auch die zweite zeitveränderliche Größe zugeführt werden. Bei den ersten zeitveränder- lichen Messwerten kann es sich um einen Strom und eine Spannung oder um die Leistung einer in die erste Stelle hineinlaufenden und hinauslaufenden Welle han- deln. Bei den zweiten zeitveränderlichen Werten kann es sich um einen Strom und eine Spannung oder um die Leistung einer in die zweite Stelle hineinlaufenden und hinauslaufenden Welle handeln. Grundsätzlich kann den Eingangsknoten auch ein Wert für die Leistung zugeführt werden, die in die erste Stelle hineinfließt und die aus der zweiten Stelle herausfließt. Wie zuvor beschrieben kann hier eine statisti- sche Auswertung vorgesehen sein. Dies kann beispielsweise durch eine zuvor be- schriebene Clusterung erfolgen. Das KI-Modul 9 umfasst vorzugsweise ebenfalls einen oder mehrere Ausgangskno- ten. Diese sind Teil einer Ausgangsschicht (engl. Output Layer). Solche Ausgangs- knoten geben zum Beispiel an wie die verstellbaren bzw. einstellbaren Bauelemente wie z.B. Kondensatoren, beispielsweise in Form von Drehkondensatoren, in ihren Werten verändert werden sollen. Im einfachsten Fall wird Knoten 1 auf Kondensator 1 und Knoten 2 auf Kondensator 2 gemappt. Je nach Wert des Knotens soll eine bestimmte Kapazität eingestellt bzw. die Kapazität erhöht bzw. verringert werden. So kann es einen Knoten für jedes verstellbare Element in der Impedanzanpas- sungsschaltung 50 geben. Grundsätzlich kann es noch einen oder mehrere weitere Knoten geben, deren Werte zu einer Verstellung (Einschalten, Ausschalten, Fre- quenz erhöhen, Frequenz verringern, Leistung erhöhen, Leistung verringern) des HF-Generators 60 führen. Auch kann es einen Knoten geben, der angibt, ob sich das Plasma 4 in einem gewünschten Zustand befindet. Hieraus kann dann ein Aus- gabesignal in Form einer Ausgabemeldung für die Anzeigevorrichtung 80 erzeugt werden. Das KI-Modul 9 umfasst vorzugsweise noch eine oder mehrere Zwischenschichten (engl. Hidden Layers) über die die Eingangsknoten mit den Ausgangsknoten ver- bunden sind. Jede Zwischenschicht kann gleich viele Knoten beinhalten. Die Anzahl der Knoten in jeder Zwischenschicht kann auch voneinander abweichen. Grundsätz- lich ist es denkbar, dass jeder Knoten der Eingangsschicht mit jedem Knoten der ersten Zwischenschicht (die Zwischenschicht, die am nächsten zu Eingangsschicht angeordnet ist) verbunden ist. Grundsätzlich kann es allerdings auch Knoten der Eingangsschicht geben, die nicht mit Knoten der ersten Zwischenschicht verbunden sind. Grundsätzlich kann das KI-Modul 9 mittels "supervised learning" anhand von auf- genommenen Daten trainiert werden. Dazu kann wie zuvor beschrieben, die opti- sche Vorrichtung 90 Rückmeldungen über den zustand des Plasmas geben. So kön- nen erste zeitveränderliche Messwerte und zweite zeitveränderliche Werte von be- reits vorhandenen Installationen eines Plasmaerzeugungssystems 100 nebst dem sich eingestellten und verifizierten Plasmazustand und/oder nebst den erzeugten Steuerbefehlen für den HF-Generator 60 und/oder der Impedanzanpassungsschal- tung 50 verwendet werden, um das KI-Modul 9 entsprechend zu trainieren. So kann überwacht werden, ob das KI-Modul 9 bei bestimmten ersten zeitveränderlichen Messwerten und zweiten zeitveränderlichen Werten das richtige Ausgabesignal in Form eines Steuerbefehls zur Ansteuerung der Impedanzanpassungsschaltung 50 bzw. zur Ansteuerung des HF-Generators 60 erzeugt. Die Plasmazünderkennungsvorrichtung 1 ist insbesondere dazu ausgebildet, um die erste zeitveränderliche Größe und die zweite zeitveränderliche Größe über zumin- dest eine mathematische Operation miteinander zu verknüpfen. Ergänzend oder alternativ kann auch die erste Blind- und/oder Wirkleistung und die zweite Blind- und/oder Wirkleistung über zumindest eine mathematische Operation miteinander verknüpft werden. In Abhängigkeit des jeweiligen Ergebnisses kann dann das Aus- gabesignal erzeugt werden. Bevorzugt ist die Plasmazünderkennungsvorrichtung 1 dazu ausgebildet, um die zweite Blind- und/oder Wirkleistung durch die erste Blind- und/oder Wirkleistung zu dividieren (eine mögliche mathematische Operation), um dadurch eine Effizienz zu berechnen. In Abhängigkeit der Effizienz wird dann das Ausgabesignal erzeugt. Es wird hierbei angenommen, dass die zweite Blind- und/oder Wirkleistung näher am Ausgang 50b bzw. am Ausgang 50b der Impedanzanpassungsschaltung 50 ermittelt wird und die erste Blind- und/oder Wirkleistung näher am Eingang 50a bzw. am Eingang 50a der Impedanzanpassungsschaltung 50 ermittelt wird. Wäre dies um- gekehrt, so müsste die erste Blind- und/oder Wirkleistung durch die zweite Blind- und/oder Wirkleistung dividiert werden. Weiter bevorzugt ist die Plasmazünderkennungsvorrichtung 1 dazu ausgebildet, das Ausgabesignal nur dann zu generieren, wenn die erste zeitveränderliche Größe und/oder die erste Blind- und/oder Wirkleistung einen Schwellwert überschreitet. Ergänzend oder alternativ gilt dies auch dafür, dass die zweite zeitveränderliche Größe und/oder die zweite Blind- und/oder Wirkleistung einen Schwellwert über- schreiten sollte. Gerade beim Anfahren des Plasmaerzeugungssystems 100 könnte es möglicherweise Zustände geben, bei denen ein zu früher Vergleich der ersten Blind- und/oder Wirkleistung mit der zweiten Blind- und/oder Wirkleistung zu einer unzureichenden Regelung führen könnte. Bevorzugt handelt es sich bei der ersten zeitveränderlichen Größe um eine Blind- leistung oder eine Wirkleistung und weiter bevorzugt handelt es sich bei der zweiten zeitveränderlichen Größe um eine Blindleistung oder eine Wirkleistung. Die Blind- leistung bzw. die Wirkleistung für die erste und/oder zweite Stelle könnte dann dem KI-Modul 9 an seinen Eingangsknoten zugeführt werden. Wie erläutert kann sich die erste Stelle in einem Bereich eines HF-Eingangs 50a der Impedanzanpassungsschaltung 50 und die zweite Stelle in einem Bereich eines HF- Ausgangs 50b der Impedanzanpassungsschaltung 50 befinden. Dies kann auch um- gekehrt sein. Die Figuren 2A, 2B zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele der Impedanzanpas- sungsschaltung 50. In Figur 2A ist die Impedanzanpassungsschaltung 50 L-förmig. In Figur 2B ist Impedanzanpassungsschaltung 50 T-förmig. Der Eingang 50a der Impedanzanpassungsschaltung 50 ist in Figur 2A mit einer ersten Spule 10 (erste Induktivität) und mit einer zweiten Spule 11 (zweite Induk- tivität) verbunden. Die erste und die zweite Spule 10, 11 liegen mit ihrem ersten Anschluss an einen gemeinsamen Knoten und damit am Eingang 50a der Impe- danzanpassungsschaltung 50 an. Die erste Spule 10 ist über einen ersten Konden- sator 12 (erste Kapazität) mit einer Bezugsmasse verbunden. Die zweite Spule 11 ist über einen zweiten Kondensator 13 (zweite Kapazität) mit dem Ausgang 50b verbunden. Bei dem ersten und zweiten Kondensator 12, 13 handelt es sich um verstellbare Bauelemente, insbesondere in Form von Drehkondensatoren, deren Ka- pazität über Schrittmotoren verändert werden kann. Insbesondere kann der Plat- tenabstand der ersten und zweiten Kondensatoren 12, 13 geändert werden. Die Plasmazünderkennungsvorrichtung 1 ist dazu ausgebildet, um die jeweiligen Schrittmotoren entsprechend anzusteuern. Alternativ oder zusätzlich können elekt- ronisch variierbare Kapazitäten, z.B. zu- und wegschaltbare Kondensatorarrays zur Einstellung der Kondensatorwerte genutzt werden. Grundsätzlich kann die Ansteu- erung die Verarbeitungseinheit 7 durchführen. Die Kapazitäten der ersten und zwei- ten Kondensatoren 12, 13 können unabhängig voneinander verstellt werden. Vor- zugsweise ist Impedanzanpassungsschaltung 50 frei von weiteren Bauteilen. Selbstverständlich kann die Position der ersten Spule 10 und des ersten Kondensa- tors 12 auch getauscht sein. In diesem Fall ist der erste Kondensator 12 am Eingang 50a der Impedanzanpassungsschaltung 50 und die erste Spule 10 an der Bezugs- masse angeordnet. Ergänzend oder alternativ kann die Position der zweiten Spule 11 und des zweiten Kondensators 13 auch getauscht sein. In diesem Fall ist der zweite Kondensator 13 am Eingang 50a der Impedanzanpassungsschaltung 50 und die zweite Spule 11 an der Bezugsmasse angeordnet. Der Eingang 50a der Impedanzanpassungsschaltung 50 ist in Figur 2B mit dem ersten Kondensator 12 (erste Kapazität) verbunden. Der erste Kondensator 12 ist sowohl mit der ersten Spule 10 (erste Induktivität) als auch mit der zweiten Spule 11 (zweite Induktivität) verbunden. Dies erfolgt über einen gemeinsamen Knoten, an den sowohl der erste Kondensator 12 als auch die erste und die zweite Spule 10, 11 angeschlossen sind. Die erste Spule 10 ist weiterhin mit der Bezugsmasse ver- bunden. Die zweite Spule 11 ist mit dem zweiten Kondensator 13 (zweite Kapazität) verbunden (Reihenschaltung). Der zweite Kondensator 13 ist mit dem Ausgang 50b der Impedanzanpassungsschaltung 50 verbunden. Die Position der zweiten Spule 11 und des zweiten Kondensators 13 könnte auch vertauscht sein. In diesem Fall wäre der zweite Kondensator 13 an den gemeinsamen Knoten und die zweite Spule 11 an den Ausgang 50b der Impedanzanpassungsschaltung 50 angeschlossen. Vor- zugsweise ist Impedanzanpassungsschaltung 50 frei von weiteren Bauteilen. Grundsätzlich kann jede Impedanzanpassungsschaltung 50 als Reihe von Zweitoren 501 bis 505 beschrieben werden. Ein Zweitor ist ein Modell für ein elektrisches Bau- element oder ein elektrisches Netzwerk mit vier Anschlüssen, bei dem je zwei An- schlüsse zu einem sogenannten Tor zusammengefasst werden. Ein Tor liegt dann vor, wenn die elektrische Stromstärke durch beide Anschlüsse eines Tors gegen- gleich ist, d. h. die Torbedingung erfüllt ist. Ein Zweitor ist eine spezielle Form eines allgemeinen Vierpols. In jedem Zweitor ist dabei maximal ein variables Bauteil an- geordnet, aber es muss nicht in jedem Zweitor ein variables Bauteil angeordnet sein. Ein solches Beispiel ist in Fig 2C gezeigt. Dabei ist das erste Zweitor 501 eine Nachanpassung ohne variables Element. Das diesem nachfolgende Zweitor 502 weist ein erstes variables Element auf, z.B. den ersten Kondensator 12 aus Fig 2A oder 2B. Das diesem nachfolgend Zweitor 503 ist hier eine Zwischenanpassung ohne variables Element. Das wiederum nachfolgende Zweitor 504 weist ein zweites variables Element auf, z.B. den zweiten Kondensator 13 aus Fig 2A oder 2B. Das darauf nachfolgende Zweitor 505 ist eine Voranpassung ohne variables Element. Es muss nicht jedes der Zweitore vorhanden sein. Mehrere können auch zu einem zu- sammengefasst werden. Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines möglichen Aufbaus der ersten und/oder zweiten Messeinheit 5, 6. In diesem Ausführungsbeispiel sind die erste und/oder zweite Messeinheit 5, 6 dazu ausgebildet, um berührungslos eine Spannung und berührungslos einen Strom zu messen. Hierfür umfasst die erste bzw. zweite Messeinheit 5, 6 einen Stromsensor 15 und einen Spannungssensor 16. Die ersten und zweiten zeitveränderlichen Messwerte sind daher ein Strom und eine Spannung. Bevorzugt wird allerdings noch die Phasenbeziehung gemessen. Daher handelt es sich bei den ersten und zweiten zeitveränderlichen Messwerten um einen komplexen Strom und um eine komplexe Spannung. Bei Messung mit einem Richtkoppler be- kommt man auch ohne Phasenmessung wenigstens eine Wirkleistungsmessung. Das ist ein großer Vorteil des Richtkoppler. Allerdings wird die Genauigkeit durch die begrenzte Richtschärfe bei Impedanzen weit abseits der Richtkoppler-charakte- ristischen Impedanz reduziert. Der Stromsensor 15 der ersten und/oder zweiten Messeinheit 5, 6 ist eine Spule, insbesondere in Form einer Rogowski-Spule. Beide Enden der Spule sind vorzugsweise über einen Shuntwiderstand 17 miteinan- der verbunden. Die Spannung, die über den Shuntwiderstand 17 abfällt, kann mit- tels eines ersten A/D-Wandlers 18 digitalisiert werden. Der Spannungssensor 16 der ersten und/oder zweiten Messeinheit 5, 6 ist vorzugs- weise als kapazitiver Spannungsteiler aufgebaut. Eine erste Kapazität 19 ist durch einen elektrisch leitfähigen Ring 19 gebildet. Es könnte auch ein elektrisch leitfähi- ger Zylinder verwendet werden. Durch diesen elektrisch leitfähigen Ring 19 ist die entsprechende erste bzw. zweite Leitung 2a, 2b geführt. Eine zweite Kapazität 20 des als Spannungsteiler aufgebauten Spannungssensors 16 ist mit der Bezugs- masse verbunden. Parallel zur zweiten Kapazität 20 ist ein zweiter A/D-Wandler 21 angeschlossen, der dazu ausgebildet ist, um die Spannung, die über der zweiten Kapazität 20 abfällt, zu erfassen und zu digitalisieren. Grundsätzlich können die erste Messeinheit 5 und die zweite Messeinheit 6 auch auf einer (gemeinsamen) Leiterplatte angeordnet, bzw. aufgebaut sein. Die erste Ka- pazität 19 kann durch eine Beschichtung auf einer ersten und einer gegenüberlie- genden zweiten Seite der Leiterplatte gebildet sein. Die Beschichtungen auf der ersten und der zweiten Seite sind in diesem Fall durch Durchkontaktierungen mit- einander elektrisch verbunden. Die erste bzw. zweite Leitung 2a, 2b ist durch eine Öffnung in der Leiterplatte hindurchgeführt. Die zweite Kapazität 20 kann durch ein diskretes Bauelement gebildet sein. Der Stromsensor 15 in Form der Spule, insbesondere in Form der Rogowski-Spule, ist weiter von der ersten bzw. zweiten Leitung 2a, 2b beabstandet als die erste Kapazität 19. Die Spule kann ebenfalls auf derselben Leiterplatte durch entspre- chende Beschichtungen nebst Durchkontaktierungen gebildet sein. Die Spule zur Strommessung und die erste Kapazität zur Spannungsmessung verlaufen bevorzugt durch eine gemeinsame Ebene. Der Shuntwiderstand 17 kann ebenfalls auf dieser Leiterplatte angeordnet sein. Nichts anderes gilt auch für den ersten und/oder zweiten A/D-Wandler 18, 21. Figur 4 zeigt eine andere Ansicht der Figur 3, insbesondere in Form einer teilweisen Schnittdarstellung durch die erste bzw. zweite Leitung 2a, 2b, die erste Kapazität 19 und den Stromsensor 15 in Form der Spule, insbesondere in Form der Rogowski- Spule. Zu erkennen ist, dass die Spule um die ringförmige erste Kapazität 19 her- umgebogen ist. Die Spule ist dabei galvanisch getrennt von der ersten Kapazität 19. Die Spule umfasst eine spiralförmige Wicklung (vorzugsweise farbisoliert) und ist um den Außenmantel der ringförmigen ersten Kapazität 19 gelegt. Ein zweites Ende dieser Wicklung wird durch den durch die Wicklung aufgespannten Aufnahme- raum geführt, sodass es am ersten Ende der Wicklung austritt. Die Spule ist vor- zugsweise um mehr als 270° um die ringförmige erste Kapazität 19 herumgewickelt. Grundsätzlich wäre es denkbar, dass genau eine Stirnseite des als leitfähigen Rings 19 oder Zylinders ausgebildeten Teils (erste Kapazität) des Spannungssensors 16 der ersten und/oder zweiten Messeinheit 5, 6 geerdet ist. Bevorzugt ist die zweite Stirnseite mit der zweiten Kapazität 20 elektrisch verbunden. In einer anderen Ausführungsform (nicht dargestellt) könnte die erste und/oder zweite Messeinheit 5, 6 einen Richtkoppler umfassen. In diesem Fall sind die ersten zeitveränderlichen Messwerte (an der ersten Stelle aufgenommen) Leistungen der hinein- und herauslaufenden Welle (in die erste Stelle) und die zweiten zeitveränderlichen Messwerte (an der zweiten Stelle aufge- nommen) sind Leistungen der heraus- und hineinlaufenden Welle (in die zweite Stelle). Die Plasmazünderkennungsvorrichtung 1 ist dazu ausgebildet, die Leistung der herauslaufenden Welle von der Leistung der hineinlaufenden Welle abzuziehen, um dadurch die erste zeitveränderliche Größe zu berechnen. Die Plasmazünderken- nungsvorrichtung 1 ist dazu ausgebildet, die Leistung der hineinlaufenden Welle von der Leistung der herauslaufenden Welle abzuziehen, um dadurch die zweite zeitver- änderliche Größe zu berechnen. Wie eingangs erwähnt kann auch ein gemischter Aufbau vorliegen. So kann die erste Messeinheit 5 einen Stromsensor 15 und einem Spannungssensor 16 umfas- sen und die zweite Messeinheit 6 einen Richtkoppler. Umgekehrt wäre dies auch denkbar. Wie ebenfalls eingangs erwähnt kann eine der beiden Messeinheiten 5, 6 auch eine virtuelle Messeinheit sein, sodass die zeitveränderlichen Messwerte bzw. die entsprechend hieraus berechnete zeitveränderliche Größe nicht gemessen, sondern unter Zugrundelegung eines physikalischen Modells der Impedanzanpassungsschal- tung 50 und den zeitveränderlichen Messwerten bzw. der hieraus berechneten zeit- veränderlichen Größe der anderen (realen) Messeinheit 5, 6 berechnet wird. Figur 5A zeigt ein Ausführungsbeispiel, um zeitveränderliche Messwerte für einen Strom und eine Spannung zu digitalisieren und die Phasenbeziehung zwischen Strom und Spannung aufzulösen. Die zeitveränderlichen Messwerte für den Strom (analoges Stromsignal), die beispielsweise über dem Shuntwiderstand 17 für einen Spannungsabfall sorgen bzw. die zeitveränderlichen Messwerte für die Spannung (analoges Spannungssignal), die über der zweiten Kapazität 20, des als Spannungs- teiler ausgebildeten Spannungssensors 16 abfallen, werden vorzugsweise über je- weils einen ersten Filter 22 gefiltert. Bei dem ersten Filter 22 handelt es sich in diesem Fall um einen Bandpass. Es gibt einen solchen ersten Filter 22, um zeitver- änderliche Messwerte für die Spannung zu filtern und es gibt einen solchen Filter 22 um zeitveränderliche Messwerte für den Strom zu filtern. Andere Filtertypen (z.B. Tiefpass) wären ebenfalls denkbar. Im Anschluss daran wird das gefilterte Strom- signal durch den ersten A/D-Wandler 18 digitalisiert. Nichts anderes gilt auch für das gefilterte Spannungssignal, welches durch den zweiten A/D-Wandler 21 digita- lisiert wird. Die digitalisierten zeitveränderlichen Messwerte für den Strom, den der erste A/D- Wandler 18 ausgibt, werden einem ersten I/Q-Demodulator 23 zugeführt, der ein I/Q-Signal für die digitalisierten zeitveränderlichen Messwerte für den Strom aus- gibt. Die digitalisierten zeitveränderlichen Messwerte für die Spannung, den der zweite A/D-Wandler 21 ausgibt, werden einem zweiten I/Q-Demodulator 24 zuge- führt, der ein I/Q-Signal für die digitalisierten zeitveränderlichen Messwerte für die Spannung ausgibt. Der erste A/D-Wandler 18 und der erste I/Q-Demodulator 23 können in einem gemeinsamen Chip integriert sein. Selbiges kann auch für den zweiten A/D-Wandler 21 und den zweiten I/Q-Demodulator 24 gelten. Die Frequenz des ersten und zweiten I/Q-Demodulators 23, 24 wird vorzugsweise auf die Frequenz des HF-Generators 60 eingestellt. Die Plasmazünderkennungsvorrichtung 1 umfasst außerdem eine Signalaufberei- tungseinrichtung 25. Die Ausgänge des ersten und zweiten I/Q-Demodulators 23, 24 sind mit dieser Signalaufbereitungseinrichtung 25 verbunden. Die Signalaufbe- reitungseinrichtung 25 ist dazu ausgebildet, um eine oder mehrere der folgenden Operationen auszuführen: Signalfilterung, Downsampling und Fehlerkorrektur. Die Signalaufbereitungseinrichtung 25 ist weiter dazu ausgebildet, um komplexe Werte für Spannung und Strom zu erzeugen. Die in Figur 5A gezeigten Strukturen können Teil der jeweiligen ersten bzw. zweiten Messeinheit 5, 6 sein. Vorzugsweise sind dies Teil der ersten Messeinheit 5, wobei die erste Messeinheit 5 einen Strom und eine Spannung an der ersten Stelle erfasst (am Eingang 50a der Impedanzanpassungsschaltung 50). Die Signalaufbereitungs- einrichtung 25 kann durch die Verarbeitungseinheit 7 gebildet sein. Die Signalauf- bereitungseinrichtung 25 kann auch separat zur Verarbeitungseinheit 7 angeordnet sein. Der erste und der zweite I/Q-Demodulator 23, 24 können ebenfalls Teil der Signalaufbereitungseinrichtung 25 oder der Verarbeitungseinheit 7 sein. Anhand des Betrags für Strom und Spannung und der jeweiligen Phase für Strom und Spannung ist die Plasmazünderkennungsvorrichtung 1 dazu ausgebildet, um die erste Wirkleistung aus den (in diesem Fall) ersten zeitveränderlichen Messwer- ten wie folgt zu berechnen: |^| ∙ |^| ∙ cos(^^ − ^^ ) oder |^| ∙ |^| ∙ cos(^^ − ^^) mit φU = Phase Spannung und φI = Phase Strom. Grundsätzlich könnte die Plasmazünder- kennungsvorrichtung 1 auch die erste Blindleistung aus diesen ersten zeitveränder- lichen Messwerten wie folgt berechnen: |^| ∙ |^| ∙ sin(^^ − ^^) oder |^| ∙ |^| ∙ sin(^^ − ^^ ) mit φU = Phase Spannung und φI = Phase Strom. Bei der Wirkleistung bzw. der Blindleistung handelt es sich dann um die erste zeitveränderliche Größe. Die Plasmazünderkennungsvorrichtung 1 ist dazu ausgebildet, um fortlaufend mit neuen ersten zeitveränderlichen Messwerten neue Werte für die erste zeitveränder- liche Größe zu berechnen. Figur 5B zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, um zeitveränderliche Messwerte für einen Strom und eine Spannung zu digitalisieren und die Phasenbeziehung zwi- schen Strom und Spannung aufzulösen. Dieses Ausführungsbeispiel zeigt auf, wie die zweiten zeitveränderlichen Messwerte erfasst werden. Bei diesen zweiten zeit- veränderlichen Messwerten handelt es sich bevorzugt um einen Strom und eine Spannung, die an der zweiten Stelle (Ausgang 50b der Impedanzanpassungsschal- tung 50) ermittelt werden. Die zeitveränderlichen Messwerte für den Strom (analoges Stromsignal), die bei- spielsweise über dem Shuntwiderstand 17 für einen Spannungsabfall sorgen bzw. die zeitveränderlichen Messwerte für die Spannung (analoges Spannungssignal), die über der zweiten Kapazität 20, des als Spannungsteiler ausgebildeten Span- nungssensors 16 abfallen, werden vorzugsweise über jeweils einen zweiten Filters 26 gefiltert. Bei dem zweiten Filter 26 handelt es sich in diesem Fall um einen Band- pass. Andere Filtertypen (z.B. Tiefpass) wären ebenfalls denkbar. Im Anschluss da- ran wird das gefilterte Stromsignal durch einen dritten A/D-Wandler 27 digitalisiert. Nichts anderes gilt auch für das gefilterte Spannungssignal, welches durch einen vierten A/D-Wandler 28 digitalisiert wird. Die digitalisierten zeitveränderlichen Messwerte für den Strom, den der dritte A/D- Wandler 27 ausgibt, werden einem dritten I/Q-Demodulator 29 zugeführt, der ein I/Q-Signal für die digitalisierten zeitveränderlichen Messwerte für den Strom aus- gibt. Die digitalisierten zeitveränderlichen Messwerte für die Spannung, den der vierte A/D-Wandler 28 ausgibt, werden einem vierten I/Q-Demodulator 30 zuge- führt, der ein I/Q-Signal für die digitalisierten zeitveränderlichen Messwerte für die Spannung ausgibt. Der dritte A/D-Wandler 27 und der dritte I/Q-Demodulator 29 können in einem gemeinsamen Chip integriert sein. Selbiges kann auch für den vierten A/D-Wandler 28 und den vierten I/Q-Demodulator 30 gelten. Die Frequenz des dritten und vierten I/Q-Demodulators 29, 30 wird vorzugsweise auf die Frequenz des HF-Generators 60 eingestellt. Die Ausgänge des dritten und vierten I/Q-Demodulators 29, 30 sind mit der Sig- nalaufbereitungseinrichtung 25 verbunden. Die Signalaufbereitungseinrichtung 25 ist dazu ausgebildet, um eine oder mehrere der folgenden Operationen auszufüh- ren: Signalfilterung, Downsampling und Fehlerkorrektur. Die Signalaufbereitungs- einrichtung 25 ist weiter dazu ausgebildet, um komplexe Werte für Spannung und Strom zu erzeugen. Hierbei handelt es sich um die zweiten zeitveränderlichen Mess- werte. Anhand des Betrags für Strom und Spannung und der jeweiligen Phase für Strom und Spannung ist die Plasmazünderkennungsvorrichtung 1 dazu ausgebildet, um die zweite Wirkleistung aus den (in diesem Fall) zweiten zeitveränderlichen Mess- werten wie folgt zu berechnen: |^| ∙ |^| ∙ cos(^^ − ^^) oder |^| ∙ |^| ∙ cos(^^ − ^^ ) mit φU = Phase Spannung und φI = Phase Strom. Grundsätzlich könnte die Plasmazünder- kennungsvorrichtung 1 auch die zweite Blindleistung aus diesen zweiten zeitverän- derlichen Messwerten wie folgt berechnen: |^| ∙ |^| ∙ sin(^^ − ^^) oder |^| ∙ |^| ∙ sin(^^ − ^^ ) mit φU = Phase Spannung und φI = Phase Strom. Bei der Wirkleistung bzw. der Blindleistung handelt es sich dann um die zweite zeitveränderliche Größe. Die Plasmazünderkennungsvorrichtung 1 ist dazu ausgebildet, um fortlaufend mit neuen zweiten zeitveränderlichen Messwerten neue Werte für die zweite zeitverän- derliche Größe zu berechnen. In Figur 5B werden außerdem noch die zweite Harmonische (erste Oberwelle) und optional noch die dritte Harmonische (zweite Oberwelle) des Stroms und der Span- nung der zweiten zeitveränderlichen Messwerte ermittelt. Dies erfolgt bevorzugt lediglich an der zweiten Stelle, also am Ausgang 50b der Impedanzanpassungs- schaltung 50. Das Konzept ist nicht auf Messung der drei Harmonischen begrenzt. Grundsätzlich könnten das auch noch mehrere sein, wenn diese ins Basisband pas- sen. Hierzu umfasst die die Plasmazünderkennungsvorrichtung 1 einen fünften und einen sechsten I/Q-Demodulator 31, 32 und optional noch einen siebten und einen achten I/Q-Demodulator 33, 34. Der Ausgang des dritten A/D-Wandlers 27 ist mit dem fünften I/Q-Demodulator 31 und optional noch mit dem siebten I/Q-Demodulator 33 verbunden. Der Ausgang des vierten A/D-Wandlers 28 ist mit dem sechsten I/Q-Demodulator 32 und optional noch mit dem achten I/Q-Demodulator 34 verbunden. Die Frequenz des fünften und sechsten I/Q-Demodulators 31, 32 wird vorzugsweise auf die doppelte Frequenz des HF-Generators 60 eingestellt. Die Frequenz des optionalen siebten und optionalen achten I/Q-Demodulators 33, 34 wird vorzugsweise auf die dreifache Frequenz des HF-Generators 60 eingestellt. Die Ausgänge des fünften, sechsten und des optional siebten und optional achten I/Q-Demodulators 31, 32, 33, 34 sind mit der Signalaufbereitungseinrichtung 25 verbunden. Die Signalaufbereitungseinrichtung 25 ist dazu ausgebildet, um eine oder mehrere der folgenden Operationen auszuführen: Signalfilterung, Downsampling und Fehlerkorrektur. Die Signalaufbereitungseinrichtung 25 ist wei- ter dazu ausgebildet, um komplexe Werte für die zweite Harmonische und optional die dritte Harmonische für Strom und Spannung zu erzeugen. Diese Werte werden dann bevorzugt zu den jeweiligen Werten für Strom und Spannung der ersten Har- monischen (Grundschwingung) hinzuaddiert. Hieraus würden sich dann beispiels- weise die zweiten zeitveränderlichen Messwerte ergeben. Die Plasmazünderkennungsvorrichtung 1 ist dazu ausgebildet, um die Taktrate des dritten und vierten A/D-Wandlers 27, 28 derart einzustellen, dass eine Grund- schwingung des HF-Generators 60 und eine zweite Harmonische (erste Oberwelle) des HF-Generators 60 und optional eine dritte Harmonische (zweite Oberwelle) des HF-Generators 60, wobei die zweite Harmonische des HF-Generators 60 und die optionale dritte Harmonische des HF-Generators 60 an der Nyquist-Frequenz des dritten und vierten A/D-Wandlers 27, 28 gespiegelt ist, um einen vorbestimmten oder maximalen Frequenzbereich unterhalb der Nyquist-Frequenz voneinander be- abstandet sind. Durch diesen dann erzielbaren Abstand ist es der Signalaufberei- tungseinrichtung 25 möglich die jeweiligen Signale (Grundschwingung, gespiegelte zweite Harmonische und optional gespiegelte dritte Harmonische für Strom und Spannung) voneinander zu trennen. Dadurch können die zweite Harmonische und die optionale dritte Harmonische unabhängig voneinander und unabhängig von der Grundschwindung analysiert werden, wodurch genauere Rückschlüsse auf den Plas- mazustand des Plasmas 4 möglich sind. Die A/D-Wandler 18 und 21 in Fig.5A sowie 27, 28 in Fig 5B laufen vorzugsweise synchron, d.h. sie sind beispielsweise mit ei- nem synchronisierenden Taktsignal 51 verbunden. Die Plasmazünderkennungsvorrichtung 1 ist außerdem dazu ausgebildet, um die zweite Harmonische (erste Oberwelle) und die optionale dritte Harmonische (zweite Oberwelle) der zweiten Blind- und/oder Wirkleistung zu berechnen. Die Plasmazünderkennungsvorrichtung 1 ist dazu ausgebildet, um eine Vielzahl von ersten zeitveränderlichen Messwerten und/oder zweiten zeitveränderlichen (Mess-)Werten zu mitteln, um aus den gemittelten ersten zeitveränderlichen Mess- werten die erste zeitveränderliche Größe und um aus den gemittelten zweiten zeit- veränderlichen (Mess-)Werten die zweite zeitveränderliche Größe zu berechnen. Er- gänzend oder alternativ ist die Plasmazünderkennungsvorrichtung 1 dazu ausgebil- det, um mehrere Werte für die erste zeitveränderliche Größe und um mehrere Werte für die zweite zeitveränderliche Größe zu mitteln, um in Abhängigkeit von diesen das Ausgabesignal zu generieren. Die erste und/oder zweite zeitveränderliche Größe ist ein Peak-Wert oder ein Average-Wert über eine Vielzahl von ermittelten ersten und/oder zweiten zeitver- änderlichen Größen. Die Plasmazünderkennungsvorrichtung 1 ist dazu ausgebildet, um fortlaufend mit neuen ersten zeitveränderlichen Messwerten und neuen zweiten zeitveränderlichen (Mess-)Werten neue Werte für die erste zeitveränderliche Größe und die zweite zeitveränderliche Größe zu berechnen, um in Abhängigkeit dieser neuen Werte ein neues Ausgabesignal zu generieren. Figur 6 zeigt ein Diagramm, aus welchem ersichtlich ist, dass eine hohe Effizienz ein Indiz für einen gewünschten Plasmazustand ist. In diesem Fall ist das Plasma 4 gezündet. Dargestellt ist, dass ab einem bestimmten Zeitpunkt die Eingangsleistung Pin ansteigt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der HF-Generator 60 ein entspre- chendes Ausgangssignal mit einer bestimmten Frequenz f0 ausgibt. Die Eingangs- leistung Pin wird an der ersten Stelle, also am Eingang 50a der Impedanzanpas- sungsschaltung 50 gemessen. Dies kann über einen Richtkoppler oder über die ent- sprechenden Strom- und Spannungssensoren 15, 16 erfolgen. Beabstandet dazu steigt dann auch die Ausgangsleistung Pout an. Die Ausgangsleistung Pout wird an der zweiten Stelle, also am Ausgang 50b der Impedanzanpassungsschaltung 50 gemessen. Die Effizienz liegt oberhalb eines bestimmten Schwellwerts, sodass da- von ausgegangen werden kann, dass das Plasma 4 gezündet ist. Dies wird durch die optische Vorrichtung 90 bestätigt ("Zündung"). Figur 7 zeigt dagegen ein Diagramm, aus welchem ersichtlich ist, dass eine niedrige Effizienz ein Indiz für einen unerwünschten Plasmazustand ist. In diesem Fall ist das Plasma 4 nicht gezündet. Die Effizienz ist niedriger als in dem Diagramm aus Figur 6. Die Ausgangsleistung Pout ist ebenfalls niedriger als die Ausgangsleistung aus dem Diagramm aus Figur 6. Die optische Vorrichtung 90 detektiert in diesem Fall keine Zündung des Plasmas 4. Dies ist in Übereinstimmung mit der berechneten Effizienz. Grundsätzlich ist es möglich zu sagen, dass sich das Plasma 4 in keinem gewünsch- ten Zustand befindet, wenn die Effizienz unterhalb eines ersten Schwellwerts ist. Befindet sich die Effizienz oberhalb eines zweiten Schwellwerts, so kann mit hoher Wahrscheinlichkeit gesagt werden, dass sich das Plasma 4 in einem gewünschten Zustand befindet. Der erste und der zweite Schwellwert können identisch sein. Der zweite Schwellwert kann auch oberhalb des ersten Schwellwerts liegen, sodass für einen Bereich zwischen dem ersten und dem zweiten Schwellwert keine eindeutige Aussage über das Plasma 4 getroffen werden könnte und beispielsweise mehr erste zeitveränderliche Messwerte und mehr zweite zeitveränderliche (Mess-)Werte ge- sammelt werden müssten. In diesem Fall könnten z.B. die zweite Harmonische und die optional dritte Harmonische verstärkt ausgewertet werden. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Im Rahmen der Erfindung sind alle beschriebenen und/oder gezeichneten Merkmale beliebig miteinander kombinierbar.

Claims

Patentansprüche 1. Plasmazünderkennungsvorrichtung (1) zum Anschluss an eine Impedanzanpas- sungsschaltung (50) für ein Plasmaerzeugungssystem (100), wobei die Plasmazün- derkennungsvorrichtung (1) ausgebildet ist: a) zur Verarbeitung von ersten zeitveränderlichen Messwerten, aus einer ersten vorgegebenen Stelle der Impedanzanpassungsschaltung (50), wobei aus diesen ersten zeitveränderlichen Messwerten die anliegende erste Blind- und/oder Wirkleistung ermittelbar ist; b) zur Verarbeitung von zweiten zeitveränderlichen Werten, die in Zusammenhang mit einer zweiten Stelle der Impedanzanpassungsschaltung (50) stehen, wobei die zweite Stelle von der ersten vorgebebenen Stelle verschieden ist, wobei aus diesen zweiten Werten die anliegende zweite Blind- und/oder Wirkleistung er- mittelbar ist; c) zur Ermittlung einer ersten zeitveränderlichen Größe aus den ersten Messwer- ten; d) zur Ermittlung einer zweiten zeitveränderlichen Größe aus den zweiten Werten; e) um in Abhängigkeit der ersten und zweiten zeitveränderlichen Größe ein Ausga- besignal zu erzeugen, das ein Plasmazustand beschreibt.
2. Plasmazünderkennungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: ^ das Ausgabesignal ist: a) ein Steuerbefehl zur Ansteuerung der Impedanzanpassungsschaltung (50); und/oder b) ein Steuerbefehl für einen HF-Generator (60) des Plasmaerzeugungssystems (50); und/oder c) eine Ausgabemeldung.
3. Plasmazünderkennungsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: ^ die Plasmazünderkennungsvorrichtung (1) umfasst eine Speichereinrichtung (8), wobei in der Speichereinrichtung (8) zu verschiedenen: a) ersten und zweiten zeitveränderlichen Größen; und/oder b) ersten und zweiten Blind- und/oder Wirkleistungen; und/oder c) Verhältnissen von ersten und zweiten Blind- und/oder Wirkleistungen; Steuerbefehle für die Impedanzanpassungsschaltung (50) und/oder für den HF- Generator (60) hinterlegt sind; ^ die Plasmazünderkennungsvorrichtung (1) ist dazu ausgebildet, um anhand: a) der aktuellen ersten und zweiten zeitveränderlichen Größen; und/oder b) der aktuellen ersten und zweiten Blind- und/oder Wirkleistungen; und/oder c) der Verhältnisse von aktuellen ersten und zweiten Blind- und/oder Wirkleis- tungen; den hierzu korrespondierenden Steuerbefehl für die Impedanzanpassungsschal- tung (50) und/oder den HF-Generator (60) aus der Speichereinrichtung (8) zu laden und an die Impedanzanpassungsschaltung (50) und/oder an den HF-Ge- nerator (60) zu übertragen.
4. Plasmazünderkennungsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: ^ die Plasmazünderkennungsvorrichtung (1) umfasst ein KI-Modul (9), welches herstellerseitig trainiert ist, um anhand: a) der ersten und zweiten zeitveränderlichen Größen; und/oder b) der ersten und zweiten Blind- und/oder Wirkleistungen; und/oder c) von Verhältnissen von ersten und zweiten Blind- und/oder Wirkleistungen; den Steuerbefehl für die Impedanzanpassungsschaltung (50) und/oder den HF- Generator (60) zu erzeugen.
5. Plasmazünderkennungsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: ^ die Plasmazünderkennungsvorrichtung (1) ist dazu ausgebildet, um: a) die erste zeitveränderliche Größe und die zweite zeitveränderliche Größe über zumindest eine mathematische Operation miteinander zu verknüpfen; und/oder b) die erste Blind- und/oder Wirkleistung und die zweite Blind- und/oder Wirkleis- tung über zumindest eine mathematische Operation miteinander zu verknüpfen; um in Abhängigkeit dieses Ergebnisses das Ausgabesignal zu erzeugen.
6. Plasmazünderkennungsvorrichtung (1) nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: ^ die Plasmazünderkennungsvorrichtung (1) ist dazu ausgebildet, um die zweite Blind- und/oder Wirkleistung durch die erste Blind- und/oder Wirkleistung zu dividieren, um eine Effizienz zu berechnen, um in Abhängigkeit der Effizienz das Ausgabesignal zu erzeugen.
7. Plasmazünderkennungsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprü- che, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: ^ die Plasmazünderkennungsvorrichtung (1) ist dazu ausgebildet, das Ausgabe- signal nur dann zu generieren, wenn: a) die erste zeitveränderliche Größe und/oder die erste Blind- und/oder Wirkleistung einen Schwellwert überschreitet; und/oder b) die zweite zeitveränderliche Größe und/oder die zweite Blind- und/oder Wirkleistung einen Schwellwert überschreitet.
8. Plasmazünderkennungsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: ^ die erste zeitveränderliche Größe ist eine Blindleistung oder eine Wirkleistung; und/oder ^ die zweite zeitveränderliche Größe ist eine Blindleistung oder eine Wirkleistung.
9. Plasmazünderkennungsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: ^ die Plasmazünderkennungsvorrichtung (1) ist dazu ausgebildet, um: a) die erste Oberwelle; oder b) die erste und die zweite Oberwelle der zweiten Blind- und/oder Wirkleistung zu berechnen; - die Plasmazünderkennungsvorrichtung (1) ist weiter dazu ausgebildet, um auch in Abhängigkeit Leistung der: a) ersten Oberwelle; oder b) der ersten und der zweiten Oberwelle; der zweiten Blind- und/oder Wirkleistung das Ausgabesignal zu erzeugen.
10. Plasmazünderkennungsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: ^ die erste Stelle befindet sich in einem Bereich eines HF-Eingangs (50a) der Im- pedanzanpassungsschaltung (50) und die zweite Stelle befindet sich in einem Bereich eines HF-Ausgangs (50b) der Impedanzanpassungsschaltung (50); oder ^ die erste Stelle befindet sich in einem Bereich eines HF-Ausgangs (50b) der Im- pedanzanpassungsschaltung (50) und die zweite Stelle befindet sich in einem Bereich eines HF-Eingangs (50a) der Impedanzanpassungsschaltung (50).
11. Plasmazünderkennungsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: ^ es ist eine erste Messeinheit (5) vorgesehen, wobei die erste Messeinheit (5) dazu ausgebildet ist, um die ersten zeitveränderlichen Messwerte an der ersten vorgegebenen Stelle der Impedanzanpassungsschaltung (50) zu ermitteln, wo- bei die Ermittlung durch physikalische Messung erfolgt; ^ es ist eine zweite Messeinheit (6) vorgesehen, wobei die zweite Messeinheit (6) dazu ausgebildet ist, um die zweiten zeitveränderlichen Werte zu ermitteln, wo- bei: a) die Ermittlung durch physikalische Messung an der zweiten Stelle erfolgt, wes- halb die zweiten zeitveränderlichen Werte zeitveränderliche Messwerte sind; oder b) die Ermittlung durch eine Berechnung anhand eines physikalischen Modells der Impedanzanpassungsschaltung (50) und: i) der ersten zeitveränderlichen Messwerte; und/oder ii) der ersten zeitveränderlichen Größe; erfolgt.
12. Plasmazünderkennungsvorrichtung (1) nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: ^ die erste Messeinheit (5) umfasst einen Richtkoppler; und/oder ^ die zweite Messeinheit (6) umfasst einen Richtkoppler.
13. Plasmazünderkennungsvorrichtung (1) nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: ^ die ersten zeitveränderlichen Messwerte sind Leistungen der hinein- und her- auslaufenden Welle und die zweiten zeitveränderlichen Messwerte sind Leistun- gen der heraus- und hineinlaufenden Welle; ^ die Plasmazünderkennungsvorrichtung (1) ist dazu ausgebildet, die Leistung der herauslaufenden Welle von der Leistung der hineinlaufenden Welle abzuziehen, um dadurch die erste zeitveränderliche Größe zu berechnen; ^ die Plasmazünderkennungsvorrichtung (1) ist dazu ausgebildet, die Leistung der hineinlaufenden Welle von der Leistung der herauslaufenden Welle abzuziehen, um dadurch die zweite zeitveränderliche Größe zu berechnen.
14. Plasmazünderkennungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: ^ die erste Messeinheit (5) umfasst einen Stromsensor (15) und einen Span- nungssensor (16), wobei die ersten zeitveränderlichen Messwerte ein Strom und eine Spannung sind; und/oder ^ die zweite Messeinheit (6) umfasst einen Stromsensor (15) und einen Span- nungssensor (16), wobei die zweiten zeitveränderlichen Messwerte ein Strom und eine Spannung sind.
15. Plasmazünderkennungsvorrichtung (1) nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: ^ die ersten zeitveränderlichen Messwerte sind ein komplexer Strom und eine komplexe Spannung; und/oder ^ die zweiten zeitveränderlichen Messwerte sind ein komplexer Strom und eine komplexe Spannung.
PCT/EP2023/059194 2022-04-08 2023-04-06 Plasmazünderkennungsvorrichtung zum anschluss an eine impedanzanpassungsschaltung für ein plasmaerzeugungssystem WO2023194551A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022108642.9 2022-04-08
DE102022108642.9A DE102022108642A1 (de) 2022-04-08 2022-04-08 Plasmazünderkennungsvorrichtung zum Anschluss an eine Impedanzanpassungsschaltung für ein Plasmaerzeugungssystem

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023194551A1 true WO2023194551A1 (de) 2023-10-12

Family

ID=86051974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2023/059194 WO2023194551A1 (de) 2022-04-08 2023-04-06 Plasmazünderkennungsvorrichtung zum anschluss an eine impedanzanpassungsschaltung für ein plasmaerzeugungssystem

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102022108642A1 (de)
WO (1) WO2023194551A1 (de)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997024748A1 (en) * 1995-12-29 1997-07-10 Lam Research Corporation Apparatus for controlling matching network of a vacuum plasma processor and memory for same
US20050040144A1 (en) * 2003-08-18 2005-02-24 Eni Technology, Inc. Control of plasma transitions in sputter processing systems
DE102009001355A1 (de) 2009-03-05 2010-09-09 Hüttinger Elektronik GmbH & Co. KG Impedanzanpassungsschaltung
WO2012094416A1 (en) * 2011-01-04 2012-07-12 Advanced Energy Industries, Inc. System level power delivery to a plasma processing load
DE102013110883B3 (de) * 2013-10-01 2015-01-15 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung einer Entladung in einem Plasmaprozess
EP3091559A1 (de) * 2015-05-05 2016-11-09 TRUMPF Huettinger Sp. Z o. o. Plasmaimpedanzanpassungseinheit, system zur bereitstellung von hf-leistung für eine plasmaladung und verfahren zum zuführen von hf-leistung zu einer plasmaladung

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19927063B4 (de) 1999-06-15 2005-03-10 Christof Luecking Verfahren zur Bestimmung der elektrischen Eigenschaften von hochfrequenzangeregten Gasentladungen durch Berechnung mit einer inversen Matrix, die durch einmalige Kalibrierung bestimmt wird
WO2014094738A2 (de) 2012-12-18 2014-06-26 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Arclöschverfahren und leistungsversorgungssystem mit einem leistungswandler
DE102019200761A1 (de) 2019-01-22 2020-07-23 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Verfahren zur Kompensation von Prozessschwankungen eines Plasmaprozesses und Regler für einen Leistungsgenerator zur Versorgung eines Plasmaprozesses
DE202021103238U1 (de) 2021-06-16 2021-06-22 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Signalverarbeitungssystem und Leistungsversorgungseinrichtung mit einem Signalverarbeitungssystem

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997024748A1 (en) * 1995-12-29 1997-07-10 Lam Research Corporation Apparatus for controlling matching network of a vacuum plasma processor and memory for same
US20050040144A1 (en) * 2003-08-18 2005-02-24 Eni Technology, Inc. Control of plasma transitions in sputter processing systems
DE102009001355A1 (de) 2009-03-05 2010-09-09 Hüttinger Elektronik GmbH & Co. KG Impedanzanpassungsschaltung
WO2012094416A1 (en) * 2011-01-04 2012-07-12 Advanced Energy Industries, Inc. System level power delivery to a plasma processing load
DE102013110883B3 (de) * 2013-10-01 2015-01-15 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung einer Entladung in einem Plasmaprozess
EP3091559A1 (de) * 2015-05-05 2016-11-09 TRUMPF Huettinger Sp. Z o. o. Plasmaimpedanzanpassungseinheit, system zur bereitstellung von hf-leistung für eine plasmaladung und verfahren zum zuführen von hf-leistung zu einer plasmaladung

Also Published As

Publication number Publication date
DE102022108642A1 (de) 2023-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2174338B1 (de) Verfahren zum betrieb einer plasmaversorgungseinrichtung und plasmaversorgungseinrichtung
DE102010005799B4 (de) Hochfrequenz Leistungsregelungssystem
DE3923661A1 (de) Schaltungsanordnung fuer die anpassung der impedanz einer plasmastrecke an einen hochfrequenzgenerator
DE102006005128B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Lastanpassung
EP2409664B1 (de) Medizinische Behandlungsvorrichtung und Verfahren zur Regelung einer medizinischen Behandlungsvorrichtung
EP0408841A2 (de) Schaltungsanordnung zum automatischen Abstimmen eines Anpassungsnetzwerks
EP1258978A2 (de) Stromversorgungssystem
DE4000947C2 (de)
EP3069359B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur überwachung von kondensatordurchführungen für ein dreiphasiges wechselstromnetz
DE112013005486T5 (de) HF-Transformator
DE4011752C2 (de) Energiequelle zur elektrischen Entladungsbearbeitung
WO2023194551A1 (de) Plasmazünderkennungsvorrichtung zum anschluss an eine impedanzanpassungsschaltung für ein plasmaerzeugungssystem
WO2012143001A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur impedanzanpassung
DE4291983C2 (de) Abstimmbare Höchstfrequenz-Bandsperrfiltereinrichtung
EP4302399A1 (de) Verfahren zur impedanzanpassung, impedanzanpassungsanordnung und plasmasystem
EP2088672A2 (de) Schaltung zum Einstellen einer Impedanz
EP1039304B1 (de) Messverfahren für eine Hochspannungsdurchführung und geeignete Messanordnung
WO2024023244A1 (de) Steuerungsvorrichtung und verfahren zur ansteuerung einer impedanzanpassungsschaltung für ein plasmaerzeugungssystem sowie ein solches plasmaerzeugungssystem
DE19522613C1 (de) Netzwerkanalysator
WO2020200788A1 (de) Erfassen einer teilentladung
DE10121655C1 (de) Laserbearbeitungsanlage und Verfahren zu ihrer Betriebssteuerung
DE102019134068A1 (de) Hochfrequenzanpassungsvorrichtung für einen Reifendrucksensor
WO2006039976A1 (de) Spannungsteiler
EP0131738B1 (de) Messanordnung zur Bestimmung der Eigenteilkapazität bzw.deren Änderung an einem kapazitiven Schutzzaun
WO2024047150A1 (de) Plasmazustandsüberwachungsvorrichtung zum anschluss an eine impedanzanpassungsschaltung für ein plasmaerzeugungssystem, ein plasmaerzeugungssystem und ein verfahren zur überwachung des plasmaerzeugungssystems

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23717535

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1