同軸電纜的異常檢測系統及其異常檢測方法、以及具備該異常檢測系統的處理裝置的製作方法

2023-05-02 18:09:56

專利名稱：同軸電纜的異常檢測系統及其異常檢測方法、以及具備該異常檢測系統的處理裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及對同軸電纜的異常進行檢測的同軸電纜的異常檢測系 統及其異常檢測方法、以及具備該異常檢測系統的處理裝置。
背景技術：
在平板顯示器或半導體設備的製造中，存在採用等離子體蝕刻處理或者CVD成膜處理等、使用高頻電力的處理裝置的工序。通過RJF 發電機產生高頻電力，產生的高頻電力被輸入到作為供電線的同軸電 纜，通過使同軸電纜的阻抗與處理裝置的阻抗相匹配的匹配器之後， 供給到處理裝置。平板顯示器或半導體設備的製造中所使用的處理裝置大，從設置 在處理裝置主體的匹配器到RF發電機的距離也遠。特別是，平板顯示 器的製造中所使用的處理裝置的同軸電纜的長度大多為20m到30m。 如果同軸電纜的長度增長，則在向工廠內的裝置施工時，使同軸電纜 移動時等，同軸電纜在不經意間被折彎，同軸電纜中的內部導體會發 生斷線。如果內部導體斷線，就無法向處理裝置供給高頻電力，在處 理裝置中就不會發生等離子體。內部導體斷線的同軸電纜，具有所謂的在斷線的地方特性阻抗偏 離的現象。當利用該現象，使用外部測定機器，例如網絡分析儀對同 軸電纜的特性阻抗進行測定時，能夠檢測到有沒有發生斷線，以及斷 線的地方。在該測定和檢測中，將同軸電纜從RF發電機和匹配器上卸下，將 同軸電纜的一端與網絡分析儀連接，將另一端通過終端電阻接地。如 果同軸電纜的特性阻抗為50Q，則將終端電阻設為50Q對同軸電纜的 特性阻抗進行測定。此時，有時能夠看到特性阻抗從50Q開始變大的 地方。這樣的同軸電纜是在內部導體中發生了斷線，特性阻抗變大的地方為斷線的地方。在使用網絡分析儀的測定和檢測中，如果不是變成同軸電纜的內 部導體斷線等完全異常的狀態，則無法檢測到該異常。同軸電纜的折彎有時會使內部導體沒有達到完全異常狀態那樣的 壓曲或裂紋發生。在內部導體產生了壓曲或裂紋的同軸電纜，與處於 完全異常狀態的同軸電纜不同，能夠與正常的同軸電纜同樣地向處理 裝置供給高頻電力。即，在處理裝置中正常地產生等離子體。因此， 在內部導體產生了壓曲或裂紋的同軸電纜，無法與正常的同軸電纜區 分開來。壓曲或裂紋可能是極小的異常，但壓曲或裂紋對於同軸電纜而言 一定是異常點。如果繼續使用具有異常點的同軸電纜，則存在最終使 同軸電纜發生不良狀況的可能性。但是，壓曲或裂紋不會使同軸電纜的特性阻抗變大。因此，用網 絡分析儀難以檢測到壓曲或裂紋。而且，在使用如網絡分析儀那樣的 外部測定機器的測定和檢測中，必須將同軸電纜從RF發電機和匹配器 上卸下，並改為與外部測定機器連接。因此，不得不使處理裝置停止。發明內容本發明的目的在於提供一種能夠檢測壓曲或裂紋那樣的極小的異 常，並且能夠不停止處理裝置就能夠檢測到極小的異常的同軸電纜的 異常檢測系統和該異常檢測方法、以及具備該異常檢測系統的處理裝 置。為了解決上述課題，本發明的第一方式的同軸電纜的異常檢測系 統，包括同軸電纜， 一端與RF發電機的輸出連接，另一端與匹配器的輸入連接；第一反射波檢測單元，用於檢測上述同軸電纜的上述RF 發電機的輸出中的反射波R;第二反射波檢測單元，用於檢測上述同 軸電纜的上述匹配器的輸入中的反射波r;和檢測器，比較上述反射波 R和上述反射波r，當上述反射波R和上述反射波r的關係為R〉r，並 且上述反射波R和上述反射波r的差(差分)超過規定值時，對上述 同軸電纜中的異常發生進行檢測。此外，本發明的第二方式的同軸電纜的異常檢測方法，將同軸電6纜的一端與RF發電機的輸出連接，將上述同軸電纜的另一端與匹配器的輸入連接，檢測上述同軸電纜的上述RF發電機的輸出中的反射波R， 檢測上述同軸電纜的上述匹配器的輸入中的反射波r，比較上述反射波 R和上述反射波r，並且當上述反射波R和上述反射波r的關係為R〉 r，上述反射波R和上述反射波r的差超過規定值時，對上述同軸電纜 中的異常發生進行檢測。此外，具備本發明的第三方式的同軸電纜的異常檢測系統的處理 裝置，包括產生高頻電力的RF發電機；對被處理基體實施處理的處 理裝置； 一端與上述RF發電機的輸出連接的、作為將來自上述RF發 電機的高頻電力供給到上述處理裝置的供電線的同軸電纜；輸入與同 軸電纜的另一端連接、輸出與上述處理裝置連接的、使上述同軸電纜 的阻抗與上述處理裝置的阻抗相匹配的匹配器；控制上述匹配器的控 制器；檢測上述同軸電纜的上述RF發電機的輸出中的反射波R的第 一反射波檢測單元；檢測上述同軸電纜的上述匹配器的輸入中的反射 波r的第二反射波檢測單元；和比較上述反射波R和上述反射波r，當 上述反射波R和上述反射波r的關係為R〉r，並且上述反射波R和上 述反射波r的差超過規定值時，對上述同軸電纜中的異常發生進行檢測依:本發明，能夠提供一種能夠檢測壓曲或裂紋那樣的極小的異 常，並且能夠不停止處理裝置就檢測到極小的異常的同軸電纜的異常 檢測系統和該異常檢測方法、以及具備該異常檢測系統的處理裝置。


圖1是表示具備本發明的一實施方式的同軸電纜的異常檢測系統 的處理裝置的 一個例子的結構圖。圖2A是表示同軸電纜3為正常狀態時的反射波R與反射波r的關 系的示意圖，圖2B是表示同軸電纜3的內部導體存在異常時的反射波 R與反射波r的關係的示意圖。圖3是表示異常檢測系統100的操作順序的一個例子的流程圖。圖4是表示同軸電纜3的一個例子的立體圖。圖5A是表示同軸電纜3'折彎狀態的截面圖，圖5B是表示在折彎的同軸電纜3'中發生壓曲32的狀態的截面圖。 符號說明1 RF發電機2處理裝置3、 3'同軸電纜4匹配器5控制器6檢測器8操作裝置10警報器IIRF發電機的輸出12駐波比檢測基板31內部導體32壓曲的地方41匹配器的輸入42匹配器的輸出43駐波比檢測基板具體實施方式
以下，參照附圖對本發明的一實施方式進行具體說明。 圖1是表示具備本發明的一實施方式的同軸電纜的異常檢測系統 的處理裝置的一例的結構圖。如圖1所示，具備一實施方式的同軸電纜的異常檢測系統的處理裝置包括產生高頻電力的RP發電機1;對被處理基體實施處理的處 理裝置2;作為將來自RF發電機1的高頻電力供給到處理裝置2的供 電線的同軸電纜3;使同軸電纜3的阻抗與處理裝置2的阻抗相匹配的匹配器4;控制該匹配器4的控制器5;和對該同軸電纜中的異常發生進行檢測的檢測器6。作為處理裝置2的例子，能夠列舉平板顯示器或半導體設備的制 造中使用的等離子體蝕刻裝置或者等離子體CVD裝置等。在圖1中， 作為一個例子表示平板顯示器(FPD)等離子體蝕刻裝置。FPD等離子體乾式蝕刻裝置例如在除去作為被處理基體21的玻璃基板上的薄 膜，並利用蝕刻形成電路圖案的工序等中使用。高頻電力供給到被處理基體21，在本例中是供給到載置有玻璃基板的載置臺22。從設置在 被處理基體21的上方的噴淋頭23向腔室24的內部供給蝕刻氣體。噴 淋頭23被接地，作為載置臺22的對置電極起作用。將同軸電纜3的一端與RF發電機1的輸出11連接，將另一端與 匹配器4的輸入41連接。匹配器4的輸出42與處理裝置2連接。檢測器6對同軸電纜3的RF發電機1的輸出11中的反射波R和 相同的同軸電纜3的匹配器4的輸入41中的反射波r進行比較。檢測 器6檢測到反射波R與反射部r的關係為R〉r，並且當反射波R與 反射波r的差超過規定值時，在同軸電纜3中發生異常。對於反射波R與反射波r，也可以另外設置檢測它們的反射波檢測 單元，使用另外設置的檢測單元對它們進行檢測，在本例中，是利用 RF發電機1和匹配器4中具備的駐波比檢測基板(VSWR (Voltage Standing Wave Ratio:電壓駐波比)基板)檢測出的反射波。即，在本 例中，反射波R是利用RF發電機1中具備的駐波比檢測基板(VSWR 基板)12檢測出的反射波R，反射波r是利用匹配器4中具備的駐波 比檢測基板(VSWR基板)43檢測出的反射波r。此外，規定值的一個例子如下所述。在同軸電纜3為正常狀態下，反射波R和反射波r的關係是"R — r "。反射波R和反射波r的差由於同軸電纜3的長度和高頻電力的強度 而變化，但大約為小於100W。相對地，在同軸電纜3的內部導體中存在異常的情況下，反射波R 和反射波r的關係變為"R〉r"。而且，反射波R和反射波r的差由於 同軸電纜3的長度和高頻電力的強度而變化，但是擴大到大約100W以 上至200W左右。因此，將規定值設為100W以上200W以下。例如， 在將規定值設為101W的情況下，檢測器6檢測到反射波R和反射 波r的關係變為R〉r，當反射波R和反射波r的差為101W以上，或 者超過101W時，在同軸電纜3中發生異常。以下表示當同軸電纜3的內部導體存在異常時，反射波R和反射 波r的關係變為"R〉r"，並且，反射波R和反射波r的差擴大到100W以上的一個理由。圖2A是表示同軸電纜3為正常狀態時的反射波R與反射波r的關 系的示意圖，圖2B表示同軸電纜3的內部導體中存在異常時的反射波 R與反射波r的關係的示意圖。如圖2A所示，當同軸電纜3為正常狀態時，來自RF發電機1的 高頻電力被大致不作改變地輸入到匹配器4的輸入41。此時，在輸入 41的部分產生反射波r，但該反射波r也大致不作改變地到達RP發電 機1的輸出11。因此，RF發電機1的輸出11中的反射波R與匹配器 4的輸入中的反射波r大致相等。也就是說，RF發電機1側的駐波比 檢測基板(VSWR基板)12檢測出的反射波R，與匹配器4側的駐波 比檢測基板43檢測出的反射波r的關係為—r"。相對地，當同軸電纜3的內部導體存在異常時，如圖2B所示，來 自RF發電機1的高頻電力的一部分在異常處7反射。因此，輸入到匹 配器4的輸入41的高頻電力與正常的狀態相比減少。其結果是，反射 波r也比正常的狀態下減少。而且，在反射波r到達RF發電機1的輸出11的基礎上，在異常 處7反射的反射波r'也到達RF發電機1的輸出11。其結果是，RF 發電機l的輸出11中的反射波R與反射波r相比增大。因此，RF發 電機l側的駐波比檢測基板(VSWR基板)12檢測出的反射波R，與 匹配器4側的駐波比檢測基板43檢測出的反射波r的關係變為"R》"， 反射波R和反射波r的差也擴大到例如100W以上。如此，在本一實施方式中，利用圖2A和圖2B所示的關係，檢測 在同軸電纜3的內部導體中是否發生異常。此外，在內部導體中產生的極小的異常，例如即使由壓曲或裂紋 也引起圖2B所示的異常處7的反射現象，因此即使壓曲或裂紋那樣的 極小的異常也能夠檢測出。當通過檢測器4檢測到異常時，例如使RP發電機1、和處理裝置 2停止，更換同軸電纜3。也可以根據來自檢測器6的直接命令使RF 發電機l、和處理裝置2停止，例如，在操作處理裝置2的操作裝置8 的顯示器81上顯示"異常的發生"，或者使警報器10鳴動來報告"異 常的發生"來通知操作者"異常的發生"，通過操作者自身使RF發電機1、和處理裝置2停止。上述"異常的發生"的顯示，上述"異常的發生"的發報根據需 要採用即可，在採用時，可以僅採用其中之一，也可以兩者都採用。此外，本例的檢測器6，在控制匹配器4的控制器5上附加檢測器 6的功能，並將檢測器6內置在控制器5中，但檢測器6例如也可以作 為控制器5的外置機器。在圖1所示的裝置中，作為同軸電纜的異常檢測系統100發揮作 用的部分為如下部分同軸電纜3、對同軸電纜3的RF發電機1的輸 出11中的反射波R進行檢測的第一反射波檢測單元(在本例中為駐波 比檢測基板(VSWR基板)12)、對同軸電纜3的匹配器4的輸入41 中的反射波r進行檢測的第二反射波檢測單元(在本例中為駐波比檢測 基板(VSWR基板)43)、以及對反射波R和反射波r進行比較，當反 射波R和反射波r的關係為R〉r，並且反射波R和反射波r的差超過 規定值時，對同軸電纜3中的異常發生進行檢測的檢測器6。在這樣的異常檢測系統100中，能夠根據需要安裝如上所述的顯 示"異常的發生"的顯示器81、或者報告"異常的發生"的警報器10。 接著，對異常檢測系統100的操作順序的一個例子進行說明。 圖3是表示異常檢測系統100的操作順序的一個例子的流程圖。 首先，設定從RF發電機1打開開始的延遲時間(ST.l)。 該延遲時間為從RF發電機打開到向匹配器4供給的高頻電力變得 穩定的等待時間。延遲時間隨著同軸電纜3的長度或者高頻電力的強 度而變化，如果舉個例子的話為io秒。接著，設定反射波R和反射波r的差，g卩，設定規定值(ST.2)。 規定值，如上所述，隨著同軸電纜3的長度或者高頻電力的強度 而變化，如果舉個例子的話為100W以上200W以下。 接著，設定檢測時間(ST.3)。檢測時間為，對反射波R和反射波r進行比較，反射波R和反射 波r的關係為R>r，並且監視反射波R和反射波r的差是否超過規定 值的時間。該檢測時間也隨著同軸電纜3的長度或者高頻電力的強度 而變化，如果舉個例子的話為5秒以上10秒以下。通過經過這樣的順序ST.1 ST.3，在異常檢測系統100內設置有延遲時間、規定值、和檢測時間的檢測數據。這些數據例如從圖1所 示的操作裝置8的輸入單元(例如鍵盤)82輸入，設置在異常檢測系統100的檢測器6中。另外，檢測數據的設定順序並不限定於圖3所示的順序，可以為 任意的順序。此外，通過將被設定的檢測數據存儲在控制器5、或者掃描裝置8 中，只要數據沒有變更，則實施一次順序ST.1 ST.3即可。在設置檢測數據之後，打開RF發電機1 (ST.4)，向處理裝置2 供給高頻電力，開始對被處理基體21的處理(ST.5)，此外，在打開 RP發電機1之後，在經過延遲時間之後，開始對同軸電纜3的異常檢 測(ST.6)。在本一實施方式中，對同軸電纜3的異常檢測與對被處理 基體21的處理並行實行。如此，本一實施方式的異常檢測系統100，能夠將對同軸電纜3 的異常檢測與對被處理基體21的處理並行實行，因此不僅能夠檢測出 壓曲和裂紋那樣的極小的異常，而且能夠不停止處理裝置2就對該極 小的異常進行檢測。而且，因為將對同軸電纜3的異常檢測與對被處 理基體21的處理並行實行，所以也不會妨礙處理裝置2的生產率。另外，異常檢測系統IOO，在對被處理基體21的處理期間，可以 反覆進行檢測同時使其時常運轉，也可以間歇地，例如每隔幾分鐘使 其運轉。接著，關於同軸電纜3的一個例子進行說明。圖4是表示同軸電纜3的一個例子的立體圖。作為在平板顯示器或者半導體設備的製造中使用的等離子體乾式 蝕刻裝置或者等離子體CVD裝置上使用的同軸電纜3的一種，為了實 現輕量化，有將內部導體31設為中空狀的同軸電纜3'。圖4表示該同 軸電纜3'的一個例子。作為中空狀的導體，使用銅管、鋁管等。但是，將內部導體31設為中空狀的同軸電纜3'，當如圖5A所示 那樣極端地折彎時，在如圖5B所示那樣的折彎後的地方，容易引起壓 曲32。如果引起壓曲32，則幾乎不能考慮恢復到原來的狀態，因此作 為同軸電纜3'中的異常點，大概將永久殘存。這樣的內部導體31放置在易於產生壓曲的同軸電纜3'中，如果使用本一實施方式的異常檢測系統ioo，則能夠簡單地檢測到是否發生壓 曲32，因此即使是易於產生壓曲的同軸電纜3'也能夠安全地使用。以上，通過一實施方式對本發明進行了說明，但本發明並不限定 於上述一實施方式，可以進行各種變形。此外，作為本發明的實施方 式，上述一實施方式也並不是唯一的實施方式。例如，在上述一實施方式中，作為處理裝置2，雖然對平板顯示器或者半導體設備的製造中使用的等離子體乾式蝕刻裝置或者等離子體CVD裝置進行了說明，但是只要是使用高頻電力的處理裝置，就不局 限於上述裝置。此外，上述一實施方式在不脫離本發明的主旨的範圍內能夠進行 各種變形。
權利要求
1.一種同軸電纜的異常檢測系統，其特徵在於，包括同軸電纜，其一端與RF發電機的輸出連接，另一端與匹配器的輸入連接；第一反射波檢測單元，檢測所述同軸電纜的所述RF發電機的輸出中的反射波R；第二反射波檢測單元，檢測所述同軸電纜的所述匹配器的輸入中的反射波r；和檢測器，比較所述反射波R和所述反射波r，當所述反射波R和所述反射波r的關係為R＞r，並且所述反射波R和所述反射波r的差超過規定值時，對所述同軸電纜中的異常發生進行檢測。
2. 根據權利要求項l所述的同軸電纜的異常檢測系統，其特徵在於所述第一反射波檢測單元為所述RF發電機中具備的駐波比檢測 基板，所述第二反射波檢測單元為所述匹配器中具備的駐波比檢測基所述反射波R，利用在所述RF發電機中具備的駐波比檢測基板檢 測出的反射波，所述反射波r，利用在所述匹配器中具備的駐波比檢測 基板檢測出的反射波。
3. 根據權利要求項1或2所述的同軸電纜的異常檢測系統，其特 徵在於，包括當所述檢測器檢測出所述同軸電纜中的異常發生時，顯示該異常 發生的顯示器和報告該異常發生的警報器中的至少一個。
4. 根據權利要求項1 3中任一項所述的同軸電纜的異常檢測系 統，其特徵在於所述規定值為100W以上200W以下。
5. 根據權利要求項1 4中任一項所述的同軸電纜的異常檢測系 統，其特徵在於所述同軸電纜使用中空狀的導體作為內部導體。
6. 根據權利要求項1 5中任一項所述的同軸電纜的異常檢測系 統，其特徵在於所述同軸電纜的異常檢測，與由使用來自所述RP發電機的高頻電 力的處理裝置對被處理基體進行的處理並行實行。
7. —種同軸電纜的異常檢測方法，其特徵在於 將同軸電纜的一端與RF發電機的輸出連接， 將所述同軸電纜的另 一端與匹配器的輸入連接，對所述同軸電纜的所述RF發電機的輸出中的反射波R進行檢測， 對所述同軸電纜的所述匹配器的輸入中的反射波r進行檢測， 對所述反射波R和所述反射波r進行比較，當所述反射波R和所 述反射波r的關係為R>r，並且所述反射波R和所述反射波r的差超 過規定值時，對所述同軸電纜中的異常發生進行檢測。
8. 根據權利要求項7所述的同軸電纜的異常檢測方法，其特徵在於所述規定值為100W以上200W以下。
9. 根據權利要求項7或8所述的同軸電纜的異常檢測方法，其特 徵在於所述同軸電纜的異常檢測，與由使用來自所述RF發電機的高頻電 力的處理裝置對被處理基體進行的處理並行實行。
10. —種具備同軸電纜的異常檢測系統的處理裝置，其特徵在於， 包括產生高頻電力的RF發電機； 對被處理基體實施處理的處理裝置；一端與所述RF發電機的輸出連接的、作為將來自所述RF發電機 的高頻電力供給到所述處理裝置的供電線的同軸電纜；輸入與所述同軸電纜的另一端連接、輸出與所述處理裝置連接的、 使所述同軸電纜的阻抗與所述處理裝置的阻抗相匹配的匹配器；控制所述匹配器的控制器；檢測所述同軸電纜的所述RF發電機的輸出中的反射波R的第一 反射波檢測單元；檢測所述同軸電纜的所述匹配器的輸入中的反射波r的第二反射 波檢測單元；和比較所述反射波R和所述反射波r，當所述反射波R和所述反射 波r的關係為R>r，並且所述反射波R和所述反射波r的差超過規定 值時，對所述同軸電纜中的異常發生進行檢測的檢測器。
11. 根據權利要求項IO所述的具備同軸電纜的異常檢測系統的處 理裝置，其特徵在於所述規定值為100W以上200W以下。
12. 根據權利要求項10或11所述的具備同軸電纜的異常檢測系 統的處理裝置，其特徵在於所述同軸電纜的異常檢測，與由使用來自所述RF發電機的高頻電 力的所述處理裝置對被處理基體進行的處理並行實行。
13. 根據權利要求項10 12中任一項所述的具備同軸電纜的異常 檢測系統的處理裝置，其特徵在於所述處理裝置為等離子體乾式蝕刻裝置或等離子體CVD裝置。
全文摘要
本發明涉及同軸電纜的異常檢測系統及其異常檢測方法、以及具備該異常檢測系統的處理裝置。提供一種能夠檢測壓曲或裂紋那樣的極小的異常，並且能夠不停止處理裝置就對極小的異常進行檢測的同軸電纜的異常檢測系統。該同軸電纜的異常檢測系統包括一端與RF發電機的輸出連接，另一端與匹配器的輸入連接的同軸電纜；對同軸電纜的RF發電機的輸出中的反射波R進行檢測的第一反射波檢測單元；對同軸電纜的匹配器的輸入中的反射波r進行檢測的第二反射波檢測單元；和檢測器，對反射波R和反射波r進行比較，當反射波R和反射波r的關係為R＞r，並且反射波R和反射波r的差超過規定值時，對同軸電纜中的異常發生進行檢測。
文檔編號G01N23/18GK101324537SQ20081012563
公開日2008年12月17日 申請日期2008年6月12日 優先權日2007年6月12日
發明者水谷敦, 赤松弘邦 申請人:東京毅力科創株式會社